[發(fā)明專利]一種多微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制方法

有效

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• 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(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 宋華

本發(fā)明公開了一種多微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，基于塔穆拉三級分解協(xié)調(diào)思想的遞階預測控制能量優(yōu)化管理方法，由于多微電網(wǎng)中微電網(wǎng)間存在能量流動和相互關聯(lián)，這使得能量管理優(yōu)化問題具有很大的復雜度。為了進一步降低優(yōu)化過程的計算負擔，本發(fā)明引入塔穆拉分解協(xié)調(diào)思想。通過對大系統(tǒng)進行時空雙重分解將大規(guī)模參數(shù)優(yōu)化問題分解為相互獨立的各時間點上的小規(guī)模參數(shù)優(yōu)化問題，在每一個控制時刻，引入塔穆拉三級分解協(xié)調(diào)思想設計遞階預測控制器，實現(xiàn)優(yōu)化時域內(nèi)的性能指標最優(yōu)，并且隨著時間推移，反復進行基于預測控制思想的滾動優(yōu)化，可以取得理想的控制效果。

技術領域

本發(fā)明涉及多微電網(wǎng)系統(tǒng)能量優(yōu)化管理的技術領域，尤其涉及一種基于塔穆拉分解協(xié)調(diào)思想的多微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制方法。

背景技術

微電網(wǎng)是由多種分布式電源、儲能單元、能量轉換裝置、負荷以及控制、保護裝置構成的系統(tǒng)單位。微電網(wǎng)是一個小型的發(fā)配用電系統(tǒng)，適合給分布式電源“即插即用”提供良好的接入平臺。微電網(wǎng)能夠與大電網(wǎng)并網(wǎng)運行，作為大電網(wǎng)的延續(xù)和增補；也能夠處于離網(wǎng)模式運行，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。不同區(qū)域之間的微電網(wǎng)通過相互交換信息和能量形成互聯(lián)系統(tǒng)。

隨著多微電網(wǎng)技術的逐漸發(fā)展和日益成熟，多微電網(wǎng)的建設日益增多，多微電網(wǎng)的優(yōu)化配置成為多微電網(wǎng)規(guī)劃、設計以及建設的核心問題之一。對多微電網(wǎng)進行合理的優(yōu)化配置是保證多微電網(wǎng)經(jīng)濟可靠運行的關鍵因素之一，能夠直接影響到多微電網(wǎng)內(nèi)各分布式電源的利用效率，從而改善供電可靠性和電能質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

鑒于上述現(xiàn)有存在的問題，提出了本發(fā)明。

因此，本發(fā)明解決的技術問題是：考慮多微電網(wǎng)中微電網(wǎng)間由于存在能量流動和相互關聯(lián)，其能量管理優(yōu)化問題具有較高的復雜度，提出一種基于塔穆拉分解協(xié)調(diào)思想的多微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制方法。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提供如下技術方案：一種多微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制方法，包括描述優(yōu)化問題，建立多微電網(wǎng)系統(tǒng)模型；利用對偶分解方法將所述多微電網(wǎng)系統(tǒng)模型分解成多個動態(tài)關聯(lián)的子系統(tǒng)；利用塔穆拉三級分解協(xié)調(diào)方法，并引入拉格朗日協(xié)調(diào)因子將多微電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理優(yōu)化問題轉化為針對每個所述子系統(tǒng)的優(yōu)化子問題，實現(xiàn)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(xiàn)時間上的分解；將所述塔穆拉分解協(xié)調(diào)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(xié)調(diào)，得到最優(yōu)解。

作為本發(fā)明所述的多微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述多微電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化問題描述如下式，

其中，為微電網(wǎng)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(wǎng)i(i＝1,2,…,N)在k時刻可控的傳統(tǒng)能源供電，即系統(tǒng)控制量；x_i(k)為微電網(wǎng)在k時刻對全網(wǎng)全部能源發(fā)電量進行調(diào)度分配至第i(i＝1,2,…,N)個電網(wǎng)的電量；Q與R分別是狀態(tài)和輸入的權矩陣。

作為本發(fā)明所述的多微電網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制方法的一種優(yōu)選方案，其中：將所述多微電網(wǎng)系統(tǒng)模型分解成N個相互動態(tài)關聯(lián)的子系統(tǒng)，如下式，

所述子系統(tǒng)之間的關聯(lián)方程如下：

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