[發明專利]一種基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法

有效

• 申請號: 201910353102.4
• 申請日: 2019-04-29
• 公開（公告）號: CN110137981B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 袁蓓;趙劍鋒;張圣祺
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02J3/24
• 分類號: H02J3/24;H02J3/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 熊玉瑋

本發明公開了一種基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法，屬于儲能參與電網調頻的發電技術領域。本發明通過濾波環節對AGC信號進行初步分配；聚合器將分布式儲能集合為一個整體參與AGC，對外跟蹤調頻信號，對內控制不同技術特征儲能的調頻出力；依據儲能技術特征參數和實時電量建立的儲能調頻成本函數作為分配各個儲能調頻出力的關鍵指標；在聚合器內部利用多智能體一致性算法，分布式儲能通過與相鄰儲能交換一致性變量進行本地計算，得到最優化的儲能出力方案。該方法對眾多不同類型、小規模、模塊化的分布式儲能集成控制，使分布式儲能達到AGC市場的最小準入容量要求，有效提高電網調頻能力，在發揮儲能快速響應優勢的同時延長儲能使用壽命。

技術領域

本發明公開了一種基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法，屬于儲能參與電網調頻的發電技術領域。

背景技術

以可再生能源代替化石能源是從根本上解決全球能源短缺、環境污染、氣候變化等問題的重要手段，因此，可再生能源發電成為各國能源發展戰略的核心。截至2016年底，全球風電、光伏發電裝機容量分別為467GW和296GW，我國的風電和光伏發電的裝機容量均為世界第一。然而，風力發電和光伏發電等可再生能源大多為間歇性能源，出力具有波動性和隨機性，大量并網會導致電網有功不平衡、電網慣性降低，從而引發電力系統頻率失穩。

儲能參與AGC(Automatic Generation Control，自動發電控制)具有響應速度快、控制精度高、可雙向調節等優勢，能夠有效提高電網調頻能力。未來分布式電源側、配網側以及用戶側會存在大量分布式儲能，具有容量小、數量多、分散布局、性能差異大、單機接入成本高以及可控性差等特點。為了達到AGC市場的最小準入容量要求，需要利用聚合器對多個分布式儲能進行聚合。相比集中式儲能電站，集成多個分布式儲能有利于防止“N-1”失效以及解決安裝場地限制等問題，并且減少了線路損耗和投資壓力，參與AGC的經濟性更高。

分布式儲能以能量聚合器形式參與電網調頻，需要解決分布式儲能聚合器群體內的調頻責任分配、聚合器中每個儲能的能量平衡以及分布式儲能控制結構等問題，目前，針對這些問題的研究成果較少。

發明內容

本發明提供了一種基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法，通過對外響應系統AGC以及對內均衡控制儲能電量的方式以最小的調頻成本滿足系統調頻需求，解決了分布式儲能以能量聚合器形式參與電網調頻的優化控制的技術問題。

本發明為實現上述發明目的，采用如下技術方案實現基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法。

濾波環節對傳統機組和儲能的調頻責任進行初次分配，聚合器將分布式儲能集合為一個整體，對外跟蹤調頻信號，對內以聚合器內所有分布式儲能調頻成本最小為儲能調頻出力分配目標函數，采用多智能體一致性算法求解滿足一定約束下的調頻出力分配方案，聚合器內每個分布式儲能作為一個智能體與相鄰儲能進行信息交換，利用自身狀態信息和技術特征進行本地運算，直至所有個體一致性變量近似相同。

作為基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法的進一步優化方案，濾波環節將系統AGC信號分成低頻分量和高頻分量兩部分后分別傳遞給傳統機組和分布式儲能聚合器進行響應，濾波的頻率閥值由傳統機組爬坡能力和儲能聚合器容量的相對大小決定。

作為基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法的進一步優化方案，分布式儲能聚合器將眾多分布式儲能從宏觀意義上集中為整體參與AGC，以儲能AGC信號P_AGC^high為輸入信號，輸出信號為聚合器內儲能的輸出功率總和P_EA^sum，外部控制目標為盡可能使P_EA^sum接近P_AGC^high，內部控制目標是維持各個儲能電量的均衡。

作為基于一致性算法的分布式儲能聚合器AGC方法的進一步優化方案，儲能調頻成本函數為：