[發明專利]考慮不確定性的可再生能源集群出力分布式協調控制方法

有效

• 申請號: 202110367986.6
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113054688B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 羅毅;韓越;錢敏慧
• 申請（專利權）人: 華中科技大學;中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

本發明公開了一種考慮不確定性的可再生能源集群出力分布式協調控制方法，屬于電力系統優化控制領域。本發明為應對風、光能源不確定性對調控精度的不利影響，針對傳統集群出力優化模型未能充分考慮其不確定性問題，基于TSL分布構建考慮出力不確定性的優化模型與策略；同時，在協調控制依托的信息架構與實施模式方面，針對傳統集中式模式存在的計算復雜度高、數據采集周期長、通信壓力大等不足，為了更好得適應所提出的考慮不確定性的優化模型數據交互頻繁、通信時效性要求高等特征，基于多智能體系統理論實現分布式計算求解，以降低計算規模與通信壓力，實現故障分離、風險分散。總體上，本發明能夠提高可再生能源集群控制精度、魯棒性與靈活性。

技術領域

本發明屬于電力系統優化控制領域，更具體地，涉及一種考慮不確定性的可再生能源集群出力分布式協調控制方法。

背景技術

為應對能源與氣候問題，風、光等可再生能源發電裝機容量迅速增長。面對大型基地在消納送出方面涌現的困難，可再生能源開發模式逐步從大規模、長距離、集中式的傳統模式向基地化與分散化并舉、因地制宜的新模式轉變。現行調控方式往往在電網備用充足時對風光電源不作限制，而在電網備用不足時大量切除風光電源，管理較為粗放，造成的棄風、棄光現象顯著。隨著分散式可再生能源滲透率的不斷提高，電站點多面廣且數量多的特征與現行調控方式對電站數量迅速擴張適應能力不足的矛盾逐漸凸顯，制約了可再生能源消納能力的充分發揮，難以滿足能源結構進一步優化的要求。面對上述挑戰，基于整體封裝、分層協調的思想制定可再生能源集群化調控方法，從而實現集群整體的可觀可控、自治協調，對于提高電網調控的精準化與智能化水平、緩解調度人員壓力有著重大意義。

目前針對風、光可再生能源電站集群出力控制問題的研究與應用主要立足大規模、集中式開發的基地場景，構建了機組-電站-集群多層級的集中式控制體系。在該框架下，將可再生能源集群作為整體參與上級調控中心的出力計劃制定與調度控制，集群在接收到上級的出力指令后基于出力協調優化模型完成指令在電站間的分解，而目前現行的協調優化模型往往基于風電場或光伏電站的日前出力預測數據。具體地，將電站側采集的出力預測數據匯集至集中式控制體系所設置的集控中心，并在其內部集中計算，求解優化模型，再將解得的出力指令下達至電站。

事實上，現行協調優化模型未能充分考慮可再生能源實時出力的不確定性對調控的影響。隨著可再生能源滲透率的迅速提高，其不確定性所造成的出力誤差已對電網造成了顯著挑戰，并進一步影響了風光等可再生能源的充分消納。此外，現行集中式控制模式依賴集控中心的數據交互與集中處理，計算復雜度高、數據采集周期長、通信壓力大，同時對通信網絡的單點故障與數據采集的準確率非常敏感。此外，還存在難以適應風、光電站分散化、差異化以及新裝機組頻繁接入的問題，系統擴展靈活性不足。隨著分布式網絡結構的興起，電力系統逐漸呈現源、荷端局域自治、域內協調運行的發展趨勢。然而，分布式控制體系尚未在可再生能源集群的出力控制問題中得到行之有效的應用。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種考慮不確定性的可再生能源集群出力分布式協調控制方法，其目的在于，針對可再生能源出力不確定性所造成的控制誤差問題構造出力優化模型，以提高可再生能源集群控制精度，同時針對集中式優化控制的不足設計分布式算法，實現集群各電站出力的去中心化協調，提升集群控制的魯棒性與靈活性。

為實現上述目的，本發明提供了一種考慮不確定性的可再生能源集群出力分布式協調控制方法，包括：

S1.利用TLS分布模型模擬可再生能源集群出力不確定性誤差；

S2.以風、光電站棄電功率最小為優化目標，構建集群各電站出力優化模型；所述出力優化模型用于在設定時間周期內根據不確定性誤差模擬結果對電站出力指令進行修正；

S3.基于多智能體系統及其一致性原理對所述優化模型進行求解，得到各電站出力調節值；

S4.根據各電站出力調節值改變機組有功出力或啟停機組，從而進行有功控制。