[發(fā)明專利]一種基于雙層有向圖的多微網(wǎng)優(yōu)化協(xié)調運行控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210444294.1
• 申請日: 2022-04-24
• 公開（公告）號: CN114552664B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發(fā)明（設計）人: 張騰飛;程奕凌;劉明祥;劉建;蔡月明;岳東;竇春霞;吳巨愛;徐俊俊;楊楊;鄒花蕾;朱三立
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48;H02J3/50;H02J3/24;H02J3/16;H02J3/06;H02J13/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

本發(fā)明公開了一種基于雙層有向圖的多微網(wǎng)優(yōu)化協(xié)調運行控制方法，該方法首先建立多微網(wǎng)優(yōu)化協(xié)調運行控制架構，將多微網(wǎng)系統(tǒng)與雙層有向圖建立對應關系；然后利用雙層有向圖表示各代理之間的通信網(wǎng)絡；最后根據(jù)雙層有向圖表示的通信網(wǎng)絡分別設計分布式控制策略：下層控制利用一致性算法通過信息迭代修正下垂控制參數(shù)，實現(xiàn)分布式電源輸出電壓、頻率的二次控制以及功率均分；上層控制用以調節(jié)網(wǎng)間功率互濟，使多微網(wǎng)系統(tǒng)在不同情況下的運行更加合理。本發(fā)明不僅綜合考慮各子微網(wǎng)的電壓、頻率穩(wěn)定以及網(wǎng)間功率交互問題，還通過對多微網(wǎng)運行工況的劃分，滿足了各子微網(wǎng)運行的獨立性和個性化需求。

技術領域

本發(fā)明涉及多微網(wǎng)優(yōu)化協(xié)調控制領域，尤其涉及一種基于雙層有向圖的多微網(wǎng)優(yōu)化協(xié)調運行控制方法。

背景技術

在碳中和背景下的電力清潔低碳化將加快推動傳統(tǒng)電力系統(tǒng)積極向以可再生能源為主體的新型電力系統(tǒng)發(fā)展，利用這些可再生能源以及本地化石燃料進行發(fā)電供能的技術稱為分布式發(fā)電，所述分布式發(fā)電技術目前得到廣泛應用，新型電力系統(tǒng)中會有大量分布式電源DG接入。傳統(tǒng)電力系統(tǒng)依靠集中式電能調度架構對電能進行管理，由于分布式發(fā)電在地理位置上呈現(xiàn)分散特征，所以大規(guī)模分布式電源(Distributed Generation, DG)接入會使配電網(wǎng)從輻射狀結構轉變?yōu)槎嚯娫唇Y構，改變配電網(wǎng)中的潮流分布，所以導致傳統(tǒng)的集中式電能調度架構不再適用于新型電力系統(tǒng)。微電網(wǎng)(Microgrid, MG)作為DG與配電網(wǎng)之間的樞紐，是推動電力系統(tǒng)轉型、實現(xiàn)可再生能源高效利用的重要方式；在這樣的背景下需要微電網(wǎng)MG將這些分布式電源DG進行就地整合，形成一個自治系統(tǒng)，發(fā)揮分布式電源DG的最高效能；同時，一定區(qū)域內(nèi)多個臨近的微電網(wǎng)可互聯(lián)形成多微網(wǎng)系統(tǒng)。在互聯(lián)運行模式下，臨近的微電網(wǎng)可以協(xié)同運行并且相互支撐，大大提升了系統(tǒng)可再生能源的消納水平和相互間的供電可靠性。然而與單個微電網(wǎng)相比，多微網(wǎng)系統(tǒng)的結構更加復雜，微電網(wǎng)間存在更多的功率、信息交互，如何綜合考慮各子微網(wǎng)的電壓、頻率穩(wěn)定以及網(wǎng)間靈活、合理的功率交互仍是亟待解決的關鍵問題。

近年來，有相關研究將集中式方法和分散式方法應用于多微網(wǎng)的運行控制中。集中式控制雖然能夠實現(xiàn)整個系統(tǒng)的全局可觀，但過于依賴中央控制器，單點故障會降低系統(tǒng)的可靠性；分散式控制雖然可靠性高，但僅僅依賴局部信息無法實現(xiàn)全局優(yōu)化。分布式控制能夠解決集中式與分散式控制的不足，由于其僅依靠局部信息交互即可實現(xiàn)分布式電源DG間的協(xié)調運行，在微電網(wǎng)領域中逐漸得到廣泛應用。在多微網(wǎng)的分布式控制研究中，文獻[何紅玉, 范麗, 韓蓓, 等.基于一致性協(xié)議的多微網(wǎng)協(xié)調控制[J]. 電網(wǎng)技術, 2017, 41(4): 1269-1276]設計雙層一致性算法，即微電網(wǎng)間基于一致性算法實現(xiàn)功率分配，DG之間基于一致性算法實現(xiàn)調頻調壓，維持多微網(wǎng)電壓、頻率穩(wěn)定；文獻[于國星, 宋蕙慧, 侯睿,等. 柔性直流互聯(lián)孤島微網(wǎng)群的分布式頻率協(xié)同控制[J].電力系統(tǒng)自動化, 2020, 44(20): 103-111.]使微電網(wǎng)間的換流器參與到分布式信息交互中，網(wǎng)內(nèi)DG只需跟蹤換流器即可恢復頻率；文獻[LAI Jingang, LU Xiaoqing, YU Xinghuo, et al. Cluster-Oriented distributed cooperative control for multiple AC microgrids[J]. IEEETransactions on Industrial Informatics, 2019, 15(11): 5906-5918.]將多微網(wǎng)系統(tǒng)映射為網(wǎng)間和網(wǎng)內(nèi)雙層稀疏通信網(wǎng)絡，網(wǎng)間控制實現(xiàn)多微網(wǎng)的功率分配并向每個微電網(wǎng)提供電壓、頻率參考值，網(wǎng)內(nèi)控制負責調節(jié)各DG的輸出電壓和頻率；文獻[GONG Pingping, LUZiguang, LIN Jingyu, et al. Distributed secondary control based on clusterconsensus of inhibitory coupling with power limit for isolated multi-microgrid[J]. IET Generation, Transmission Distribution, 2019, 13(18): 4114?4122.]及文獻[LIU Wei, GU Wei, XU Yinliang, et al. General distributedsecondary control for multi-microgrids with both PQ-controlled and droop-controlled distributed generators [J]. IET Generation, Transmission andDistribution, 2017, 11(3): 707-718.]提出分組一致性控制策略，該策略能夠達到多目標一致狀態(tài)，實現(xiàn)不同微電網(wǎng)內(nèi)的功率分配。但是，在現(xiàn)有的這些多微網(wǎng)分布式控制策略中，當系統(tǒng)內(nèi)某個節(jié)點功率變化時，在一致性協(xié)議的作用下，所有節(jié)點都會參與調節(jié)，這會增加控制器的計算任務，并且無法顧及子微網(wǎng)的獨立性以及個性化需求。