[發明專利]基于一致性理論的獨立微電網分布式動態經濟調度方法

有效

• 申請號: 201810966429.4
• 申請日: 2018-08-23
• 公開（公告）號: CN109149658B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 趙晉泉;呂朋蓬
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J3/48
• 分類號: H02J3/48
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發明公開了一種基于一致性理論的獨立微電網分布式動態經濟調度方法，本發明所涉及的獨立微電網系統含有柴油發電機、電池儲能系統、可再生能源發電系統、可控負荷以及不可控負荷。本發明所涉及的基于一致性理論的分布式動態經濟調度方法包括可控負荷定級、計算全網可再生能源發電充裕量、預設可控負荷用電計劃、生成單元發電計劃4個步驟。本發明無需傳統微電網中央控制器的參與，僅靠各單元的自主計算以及單元之間的點對點(P2P)通信即可以最大化消納系統可再生能源為目標生成用電計劃，并以最小化運行成本為目標生成發電計劃，保證系統長時間尺度上的經濟運行。

技術領域

本發明涉及一種基于一致性理論的獨立微電網分布式動態經濟調度方法，屬于微電網有功調度領域。

背景技術

現階段獨立微電網動態經濟調度通常由微電網控制中心來完成，隨著智能用電和分布式發電技術的發展，挑戰也隨之而來：首先，獨立微電網維護程度較低，MGCC易遭攻擊，通信易受干擾，集中控制模式下任何一個單元或通信線路的破壞都會影響全局優化，系統運行需要更加可靠的計算與控制體系；其次，私人參與者有不公開運行成本等信息的權利，系統運行需要保護用戶的隱私。在此背景下，基于統一調度規則和點對點(peer-to-peer，P2P)通信的分布式計算技術體現出了應用價值。

基于不同的分解技術，動態將級調度(DED)的分布式計算的方法也有多種。文獻一《基于交替方向乘子法的動態經濟調度分散式優化》(中國電機工程學報，2015年第35卷第10期第2430頁)將電網模型解耦為由設備、端子和聯通點組成的分散式電氣模型，在此基礎上應用交替方向乘子法求解DED問題。文獻二《Day-ahead smart grid cooperativedistributed energy scheduling with renewable and storage integration》(IEEETransactions on Sustainable Energy，2016年第7卷第4期第1742頁)提出了一種簡化的原對偶梯度法，各變量利用局部信息進行迭代即可完成單時段的優化計算。通過逐個計算每個時段的最優發電值生成調度計劃。上述2類算法要求通信系統的拓撲結構必須與物理系統一致，任何通信的中斷都會影響全局優化。這對通信網絡可靠性的要求非常高，因此適合于維護水平較高的互聯大電網。

近年來，基于一致性理論的微電網的經濟調度(economic dispatch,ED)算法引起了廣泛關注。文獻三《Consensus based approach for economic dispatch problem in asmart grid》(IEEE Transactions on Power Systems，2013年第28卷第4期第4418頁)提出了一種基于一致性算法的成本微增率迭代規則，各單元只需要與鄰居交互少量信息即可使結果滿足等微增率準則的要求。文獻四《基于信息物理系統的孤島微網實時調度的一致性協同算法》(中國電機工程學報，2016年第36卷第6期第1471頁)改進文獻三的算法，并將其推廣到了含有電池儲能系統(battery energy storage system,BESS)的微電網ED中。目前一致性算法主要用于單時段ED以及實時控制等方面，多時段的DED需要考慮某些單元各時段間的耦合約束，例如發電機爬坡，BESS的荷電狀態(state of charge,SOC)和可控負荷的總用電量不變等約束。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種基于一致性理論的獨立微電網分布式動態經濟調度方法。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

本發明提供一種基于一致性理論的獨立微電網分布式動態經濟調度方法，所述獨立微電網系統含有1條接入若干單元的公共母線，各單元有自主計算功能，各單元之間采用P2P通信，每個單元含有1個發電設備和/或1個用電設備，其中，發電設備分為柴油發電機、電池儲能系統、可再生能源發電系統3種；用電設備分為可控負荷以及不可控負荷2類，其中可控負荷分為可轉移負荷和可平移負荷2種。