[發(fā)明專利]一種基于分布式儲能系統(tǒng)的非周期采樣出力協(xié)同控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110906643.2
• 申請日: 2021-08-09
• 公開（公告）號: CN113726019B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 路曉慶;陳石;來金鋼
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H02J15/00
• 分類號: H02J15/00;H02J7/00;H02J3/28;H02J3/32;H02J1/14;G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 許蓮英

1.一種基于分布式儲能系統(tǒng)的非周期采樣出力協(xié)同控制方法，其特征在于，

所述分布式儲能系統(tǒng)包括：第1個儲能單元、第2個儲能單元、...、第N個儲能單元；第1個通信單元、第2個通信單元、...、第N個通信單元；

所述第i個儲能單元與所述第i個通信單元通過有線方式鏈接；

所述第i個通信單元與所述第j個通信單元通過無線方式通信；

i∈[1,N]，且j≠i；

所述非周期采樣出力協(xié)同控制方法包括以下步驟：

步驟1：構(gòu)建各儲能單元的出力成本模型，以儲能單元總出力成本最小化為優(yōu)化目標(biāo)，根據(jù)儲能單元總功率、總發(fā)電功率、總負(fù)載功率構(gòu)建約束條件，通過拉格朗日乘數(shù)法優(yōu)化得到各儲能單元的出力與增量成本的等效模型；

步驟2：構(gòu)建儲能單元增量成本優(yōu)化目標(biāo)，結(jié)合步驟1所述的各儲能單元的出力與增量成本的等效模型將各儲能單元的出力作為優(yōu)化求解的變量，進(jìn)一步構(gòu)建功率平衡約束條件；

步驟3：將步驟2所述的儲能單元增量成本優(yōu)化目標(biāo)作為考慮通訊時延的儲能單元增量成本優(yōu)化目標(biāo)，構(gòu)建考慮通訊時延的儲能單元增量成本優(yōu)化目標(biāo)的約束條件，結(jié)合步驟2將各儲能單元的出力作為優(yōu)化求解的變量，進(jìn)一步通過分布式一致性算法優(yōu)化求解得到優(yōu)化后各儲能單元的出力；

步驟4：將各儲能單元的實際出力值通過下垂控制方法調(diào)節(jié)至步驟3所求優(yōu)化后各儲能單元的出力；

步驟1所述各儲能單元的出力成本模型為：

i∈[1,N]

其中，N表示儲能單元的熟數(shù)量，f_i(P_B,i)為第i個儲能單元的出力效率模型，P_B,i為第i個儲能單元的出力，α_i為第i個儲能單元的放電系數(shù)，β_i為第i個儲能單元的充電系數(shù)；

步驟1所述以儲能單元總出力成本最小化為優(yōu)化目標(biāo)為：

其中，total表示儲能單元總出力成本，為整個電網(wǎng)的總發(fā)電功率，為整個電網(wǎng)的總負(fù)載功率；

步驟1所述通過拉格朗日乘數(shù)法優(yōu)化得到各儲能單元的出力與增量成本的等效模型為：

所述拉格朗日乘數(shù)法是解決經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題的常用方法；

儲能單元總出力成本最小化優(yōu)化的拉格朗日函數(shù)具體如下：

其中,η_i是與等式約束相關(guān)的第i個儲能單元的增量成本；Lag_i為第i個儲能單元總出力成本最小化優(yōu)化的拉格朗日函數(shù)；P₀為

所述儲能單元總出力成本最小化優(yōu)化的拉格朗日函數(shù)一階最優(yōu)條件出發(fā)，滿足如下公式：

步驟1所述各儲能單元的出力與增量成本的等效模型為：

η_i＝-2α_iP_B,i+β_i

i∈[1,N]

其中，η_i為第i個儲能單元的增量成本，N表示儲能單元的熟數(shù)量，P_B,i為第i個儲能單元的出力，α_i為第i個儲能單元的放電系數(shù)，β_i為第i個儲能單元的充電系數(shù)；

步驟2所述儲能單元增量成本優(yōu)化目標(biāo)為：

步驟2所述各儲能單元的出力與增量成本的等效模型為：

i∈[1,N]

其中，N表示儲能單元的熟數(shù)量，為第i個儲能單元出力的導(dǎo)數(shù)，為第i個儲能單元增量成本的導(dǎo)數(shù)，α_i為第i個儲能單元的放電系數(shù)；

其中，K_η為控制過程中的增益系數(shù)，a_i,j表征第i個儲能單元與第j個儲能單元之間是否存在耦合關(guān)系，如果存在，則a_i,j＝1，反之a(chǎn)_i,j＝0；

步驟2所述功率平衡約束條件為：

ρ_i為第i個儲能單元功率約束輔助變量，具體定義如下：

其中，為第i個儲能單元功率約束輔助變量的導(dǎo)數(shù)，K_ρ為控制過程中的增益系數(shù)；

步驟3所述考慮通訊時延的儲能單元增量成本優(yōu)化目標(biāo)為：

τ(t)＝t-t_k+σ_min,t∈[t_k,t_k+1)

其中，K_η為控制過程中的增益系數(shù)，a_i,j表征第i個儲能單元與第j個儲能單元之間是否存在耦合關(guān)系，如果存在，則a_i,j＝1，反之a(chǎn)_i,j＝0；

其中，N表示儲能單元的熟數(shù)量，為第i個儲能單元出力的導(dǎo)數(shù)，為第i個儲能單元增量成本的導(dǎo)數(shù)，α_i為第i個儲能單元的放電系數(shù)；

其中，所述第i個通信單元與所述第j個通信單元僅在t_k時刻交換信息，刷新各自狀態(tài)；

在t_k時刻，考慮到所述第i個通信單元與所述第j個通信單元的通信過程最少會經(jīng)過σ_min時長的通信時延，第i個儲能單元的出力實際上是由t_k-σ_min時收到的數(shù)據(jù)計算得出的；

為了避免時間數(shù)據(jù)混亂，提出了與通信時延和非周期采樣有關(guān)的人工時變時延的等待緩沖時間τ(t)＝t-t_k+σ_min,t∈[t_k,t_k+1)；

發(fā)送方會在非周期采樣瞬間發(fā)送數(shù)據(jù)，接收方會等待時間σ_min-ζ_k來補(bǔ)償通信時間延遲。