[發明專利]配電網信息物理系統及分布式經濟調度反饋系數優化方法

有效

• 申請號: 202110035908.6
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112821554B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 樂健;趙聯港;周謙;朗紅科;馬世瑞
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;H02J3/46
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

本發明公開了一種配電網信息物理系統及分布式經濟調度反饋系數優化方法，其中配電網信息物理系統包括物理層和信息層，其中物理層包括若干為負荷提供功率的分布式電源DG，以及多個公共連接點PCC，公共連接點PCC與外部電網連接以交換功率；信息層包括多個智能體，與物理層的分布式電源DG一一對應，每個智能體獲取相應的分布式電源DG的本地量測信息，并通過局部通信網絡與相鄰智能體交換信息，根據獲得的信息獨立計算優化控制目標，再向相應的分布式電源DG發送優化指令。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，尤其涉及一種配電網信息物理系統及分布式經濟調度反饋系數優化方法。

背景技術

得益于配電網信息物理系統的快速發展，電力物理系統與信息系統通過信息鏈路通道有機地結合在一起構成的交互系統，分布式經濟調度技術被提出和得到了廣泛關注。分布式經濟調度具有去中心化、通信計算均衡、系統可靠高和魯棒性強等特點和優勢，能夠很好地適應配電網分布式能源滲透率越來越高，規模越來越大，結構越來越復雜的發展趨勢。

經濟調度可簡化為凸優化問題，在所有發電單元成本微增率相等時得到最優解，為一致性變量的設計提供了便捷。有學者提出了Leader-Follower分布式經濟調度方法，以發電成本微增率為一致性變量設計了基于一致性算法的分布式經濟調度。該模式下選擇一個“領導”節點，獲取系統功率差額信息，其他發電單元節點通過通信網絡交換一致性變量并自主計算更新出力，最終在滿足系統約束的前提下得到最優解。而系統功率差額是全局信息，目前主要有兩種處理方法，一是采用無需領導者的分布式經濟調度方式，通過初始功率匹配，即設置發電單元出力初值總等于為系統總負荷的方式避免全局信息獲取困難的問題。但系統負荷不是恒定不變的，且刻意設置出力初值并不實際。二通過每條母線匹配智能體的方法實現領導者的作用，但大量的部署智能體和通信線路無疑會增加成本，因此該方法不適用于大電網網絡。對于主動配電網，其運行方可方便地實時測量公共耦合點(PCC)處的功率信息，可解決全局信息獲取困難的問題，因此通過獲取PCC功率信息是一種實現分布式經濟調度的簡單、經濟和實用方式。

關于基于一致性的分布式經濟調度的研究，算法的收斂速度是設計者的重點關注問題之一，有文獻從通信拓撲結構設計、權重優化、領導節點位置選擇3個方面對虛擬發電廠分布式經濟調度收斂速度進行優化，但未對反饋系數(也被稱為收斂系數)進行設計，只給出收斂系數過小收斂較慢，過大則不收斂的定性結果。且目前大多研究成果對反饋系數只給出一個能保證收斂的范圍。

如何實現完全分布式經濟調度并提高其收斂速度依舊是電力系統經濟調度的研究重點。本發明將設計了由配電網調控者控制的“虛擬分布式電源”，通過測量PCC處功率向分布式經濟調度系統提供全局信息，以微增成本為一致性變量實現主動配電網的分布式經濟調度。同時設計了調度系統的反饋系數，以達到最快的收斂速度。

發明內容

本發明針對現有技術中系統全局變量難以獲取以及現有收斂速度優化方法鮮有考慮反饋系數等，本發明提供了一種可以提高分布式經濟調度的收斂速度的主動配電網分布式經濟調度反饋系數的優化方法。

本發明所采用的技術方案是：

提供一種配電網信息物理系統，包括物理層和信息層，其中物理層包括若干為負荷提供功率的分布式電源DG，以及多個公共連接點PCC，公共連接點PCC與外部電網連接以交換功率；信息層包括多個智能體，與物理層的分布式電源DG一一對應，每個智能體獲取相應的分布式電源DG的本地量測信息，并通過局部通信網絡與相鄰智能體交換信息，根據獲得的信息獨立計算優化控制目標，再向相應的分布式電源DG發送優化指令。

接上述技術方案，本地量測信息為分布式電源DG的輸出功率。

接上述技術方案，優化指令為優化功率指令。

接上述技術方案，該物理層還包括一個特別編號的虛擬分布式電源DG，其代表配電網調控者，該虛擬分布式電源DG無實際功率輸出，也無需向該虛擬分布式電源DG發送指令。