[發(fā)明專利]一種多微電網系統優(yōu)化控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010005616.3
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111200283B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發(fā)明（設計）人: 鄭鵬遠;王棟;孫忠林;李琴;任祎丹
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 宋華

1.一種多微電網系統優(yōu)化控制方法，其特征在于：包括，

描述優(yōu)化問題，建立多微電網系統模型；

利用對偶分解方法將所述多微電網系統模型分解成多個動態(tài)關聯的子系統；

利用塔穆拉三級分解協調方法，并引入拉格朗日協調因子將多微電網系統的能量管理優(yōu)化問題轉化為針對每個所述子系統的優(yōu)化子問題，實現空間上的分解；

對每個所述子問題引入動態(tài)約束，將所述子問題轉化為對偶的無約束優(yōu)化問題，并分散求解，實現時間上的分解；

將所述塔穆拉分解協調方法與預測控制的滾動優(yōu)化方法綜合；

利用梯度迭代算法進行協調，得到最優(yōu)解，按照最優(yōu)解調度傳統能源發(fā)電功率，保證微電網系統的經濟運行；

所述多微電網系統的優(yōu)化問題描述如下式，

其中，為微電網i(i＝1,2,…,N)在k時刻用戶負荷的需求用電量；u_i(k)為微電網i(i＝1,2,…,N)在k時刻可控的傳統能源供電，即系統控制量；x_i(k)為微電網在k時刻對全網全部能源發(fā)電量進行調度分配至第i(i＝1,2,…,N)個電網的電量；Q與R分別是狀態(tài)和輸入的權矩陣。

2.如權利要求1所述的多微電網系統優(yōu)化控制方法，其特征在于：將所述多微電網系統模型分解成N個相互動態(tài)關聯的子系統，如下式，

所述子系統之間的關聯方程如下：

其中，為微電網i在k時刻新能源的供電量局部變量，v_i(k)表示子電網系統i受其它子電網j，j≠i影響的動態(tài)關聯項。

3.如權利要求2所述的多微電網系統優(yōu)化控制方法，其特征在于：將原電網系統優(yōu)化問題的目標函數進行分解，分解后的目標函數如下：

為避免奇異性，式中加入

基于強對偶原理，引入拉格朗日因子和關聯約束將原優(yōu)化問題轉化為下列極小極大問題，如下式：

其中L為拉格朗日算子，如下式：

4.如權利要求1或3所述的多微電網系統優(yōu)化控制方法，其特征在于：

在對協調變量α(k)作了預估之后，多微電網性能指標L是按子系統可加性可分的，按照空間分解將L分解為：

第一級為對于給定的α(k)，求解子優(yōu)化問題：

第二級為通過使用梯度下降法，找出滿足下式的最優(yōu)的α(k)；

其中協調變量α(k)可利用迭代方法更新，如下：

α^l+1(k)＝α^l(k)+σ^l(k)d^l(k)。

5.如權利要求4所述的多微電網系統優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述實現時間上的分解包括，

第一級α(k)給定時，對于按空間分解第一級中的第i個子問題，如下式：

它的對偶問題是無約束優(yōu)化問題，如下：

其中α(k)給定，則有下式：

其中，

此處給定β_i(k),k＝0,...,K-1，則沿時間方向進一步分解，如下：

第二級為在時間分解的協調級，需對變量β_i(k)進行修改以實現采用梯度法實現：

其中，

6.如權利要求5所述的多微電網系統優(yōu)化控制方法，其特征在于：所述塔穆拉分解協調方法與預測控制的滾動優(yōu)化方法綜合，包括，

在塔穆拉三級分解協調的基礎上；

綜合所述預測控制的滾動優(yōu)化方法和所述塔穆拉分解協調方法，定義多微電網能量管理的遞階預測控制優(yōu)化方法，設計遞階預測控制器；

在實際控制過程中的每個時刻k(k＝1,2,…)利用塔穆拉三級分解協調方法求得控制量u(k)的最優(yōu)解；

基于預測控制的滾動優(yōu)化方法進行反復的滾動優(yōu)化。