[發明專利]儲能系統分布式控制策略優化方法及裝置

在審

• 申請號: 202211255927.0
• 申請日: 2022-10-13
• 公開（公告）號: CN115632416A
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 李星;彭曉濤;秦艷輝;高云超;梁樹超;譚珺敉;楊琪;張玉瑩
• 申請（專利權）人: 國網新疆電力有限公司電力科學研究院;武漢大學;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J3/28
• 分類號: H02J3/28;H02J3/24;H02J3/38;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 俞亮;周星瑩

本發明涉及一種儲能系統控制技術領域，是一種儲能系統分布式控制策略優化方法及裝置，前者包括結合全局信息感知方法初始化儲能單元的狀態變量；一致性迭代更新各儲能單元的狀態變量，結合全局信息感知縮放修正各儲能單元的狀態變量；判斷儲能單元的荷電狀態是否越限；更新邊際成本的局部不平衡功率誤差項，判斷誤差項是否小于收斂精度。本發明利用全局信息感知方法初始化儲能單元的狀態變量，并通過一致性迭代更新各儲能單元的狀態變量，依據全局信息感知的儲能系統的輸出總功率和調度總功率，修正儲能單元迭代過程的輸出功率和邊際成本，保證儲能系統供需平衡，優化儲能單元荷電狀態，降低儲能系統調頻成本，具有良好的經濟性與魯棒性。

技術領域

本發明涉及一種儲能系統控制技術領域，是一種儲能系統分布式控制策略優化方法及裝置。

背景技術

風電機組大規模并網響應“雙碳”目標的同時，由于其利用變頻器控制并網并運行于最大功率跟蹤方式，導致與系統頻率解耦，無法為電網頻率提供轉動慣量和一次調頻支撐，給高比例新能源并網系統的頻率穩定帶來嚴峻挑戰。目前，大多數風電機組因控制策略而具有一定調頻能力。隨著儲能技術的發展及成本降低，利用具有獨特功率-頻率特性、響應速度快、雙向精準跟蹤特點優勢的儲能系統，協助風電場參與系統調頻的方法也成為當前研究熱點。

現有研究圍繞儲能平滑風電功率，跟蹤系統發電計劃展開研究，如考慮風電不確定性，利用超短期功率預測技術，實現儲能系統平抑風電功率的波動,顯然該策略效果依賴于超短期預測精度；利用用模型預測控制和實時滾動優化求解，優化儲能出力及運行狀態，精準風儲系統追蹤發電計劃。以上策略大多未考慮風電場不同風速下風電機組之間、不同狀態儲能單元之間協調對風儲系統頻率支撐能力以及系統經濟運行的影響，而且儲能系統采用集中式控制，難以適應儲能單元故障退出運行等工況，通信成本較高，可靠性差。

基于一致性理論的分布式優化調度由于具有傳輸信息量少、計算效率高、可靠性高、“即插即用”特性等優點，成為多代理多源結構系統優化調度的有效方法。在以經濟性為優化目標的功率調度中，常根據“等耗微增率原則”，完成功率最佳分配，現有研究根據儲能運行成本函數，通過增量成本一致原則對儲能單元運行成本進行優化，在分布式自治區域使用一致性算法時，需要對所有當前發電機輸出功率進行求和計算獲取總功率偏差，作為收斂條件。因此，現有多數分布式一致性控制策略，仍需要一個集中處理器收集所有或鄰近智能體單元的功率信息并求和處理以滿足系統全局供需功率平衡計算需要。

發明內容

本發明提供了一種儲能系統分布式控制策略優化方法及裝置，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決現有儲能系統分布式一致性控制策略存在的需要設置集中器收集所有或鄰近智能體單元的功率信息并求和處理，以滿足系統全局供需功率平衡需求的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種儲能系統分布式控制策略優化方法，包括：

步驟S101，結合全局信息感知方法初始化各儲能單元的狀態變量，其中儲能單元的各狀態變量包括輸出功率和邊際成本；

步驟S102，判斷當前迭代次數是否大于設置的最大迭代次數，響應于否，則一致性迭代更新各儲能單元的狀態變量，并利用全局信息感知方法獲取各儲能系統的輸出總功率和調度總功率，縮放修正各儲能單元的狀態變量，執行步驟S103，響應于是，則根據上一次迭代后經步驟S103調節產生的儲能單元輸出功率，輸出對應的儲能單元輸出指令；

步驟S103，判斷各儲能單元的荷電狀態是否全部在閾值范圍內，響應于是，則結合輸出功率判別條件調節各儲能單元的輸出功率，執行步驟S104，響應于否，則越限的儲能單元退出運行，且刷新儲能系統的拓撲結構，返回步驟S101重新初始化；

步驟S104，更新邊際成本的局部不平衡功率誤差項，判斷誤差項是否小于收斂精度，響應于是，則迭代更新結束，輸出儲能單元功率指令，響應于否，則當前迭代次數加一，并返回步驟S102。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：