[发明专利]考虑不确定性的可再生能源集群出力分布式协调控制方法

说明书

本发明公开了一种考虑不确定性的可再生能源集群出力分布式协调控制方法，属于电力系统优化控制领域。本发明为应对风、光能源不确定性对调控精度的不利影响，针对传统集群出力优化模型未能充分考虑其不确定性问题，基于TSL分布构建考虑出力不确定性的优化模型与策略；同时，在协调控制依托的信息架构与实施模式方面，针对传统集中式模式存在的计算复杂度高、数据采集周期长、通信压力大等不足，为了更好得适应所提出的考虑不确定性的优化模型数据交互频繁、通信时效性要求高等特征，基于多智能体系统理论实现分布式计算求解，以降低计算规模与通信压力，实现故障分离、风险分散。总体上，本发明能够提高可再生能源集群控制精度、鲁棒性与灵活性。

技术领域

本发明属于电力系统优化控制领域，更具体地，涉及一种考虑不确定性的可再生能源集群出力分布式协调控制方法。

背景技术

为应对能源与气候问题，风、光等可再生能源发电装机容量迅速增长。面对大型基地在消纳送出方面涌现的困难，可再生能源开发模式逐步从大规模、长距离、集中式的传统模式向基地化与分散化并举、因地制宜的新模式转变。现行调控方式往往在电网备用充足时对风光电源不作限制，而在电网备用不足时大量切除风光电源，管理较为粗放，造成的弃风、弃光现象显著。随着分散式可再生能源渗透率的不断提高，电站点多面广且数量多的特征与现行调控方式对电站数量迅速扩张适应能力不足的矛盾逐渐凸显，制约了可再生能源消纳能力的充分发挥，难以满足能源结构进一步优化的要求。面对上述挑战，基于整体封装、分层协调的思想制定可再生能源集群化调控方法，从而实现集群整体的可观可控、自治协调，对于提高电网调控的精准化与智能化水平、缓解调度人员压力有着重大意义。

目前针对风、光可再生能源电站集群出力控制问题的研究与应用主要立足大规模、集中式开发的基地场景，构建了机组-电站-集群多层级的集中式控制体系。在该框架下，将可再生能源集群作为整体参与上级调控中心的出力计划制定与调度控制，集群在接收到上级的出力指令后基于出力协调优化模型完成指令在电站间的分解，而目前现行的协调优化模型往往基于风电场或光伏电站的日前出力预测数据。具体地，将电站侧采集的出力预测数据汇集至集中式控制体系所设置的集控中心，并在其内部集中计算，求解优化模型，再将解得的出力指令下达至电站。

事实上，现行协调优化模型未能充分考虑可再生能源实时出力的不确定性对调控的影响。随着可再生能源渗透率的迅速提高，其不确定性所造成的出力误差已对电网造成了显著挑战，并进一步影响了风光等可再生能源的充分消纳。此外，现行集中式控制模式依赖集控中心的数据交互与集中处理，计算复杂度高、数据采集周期长、通信压力大，同时对通信网络的单点故障与数据采集的准确率非常敏感。此外，还存在难以适应风、光电站分散化、差异化以及新装机组频繁接入的问题，系统扩展灵活性不足。随着分布式网络结构的兴起，电力系统逐渐呈现源、荷端局域自治、域内协调运行的发展趋势。然而，分布式控制体系尚未在可再生能源集群的出力控制问题中得到行之有效的应用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑不确定性的可再生能源集群出力分布式协调控制方法，其目的在于，针对可再生能源出力不确定性所造成的控制误差问题构造出力优化模型，以提高可再生能源集群控制精度，同时针对集中式优化控制的不足设计分布式算法，实现集群各电站出力的去中心化协调，提升集群控制的鲁棒性与灵活性。

为实现上述目的，本发明提供了一种考虑不确定性的可再生能源集群出力分布式协调控制方法，包括：

S1.利用TLS分布模型模拟可再生能源集群出力不确定性误差；

S2.以风、光电站弃电功率最小为优化目标，构建集群各电站出力优化模型；所述出力优化模型用于在设定时间周期内根据不确定性误差模拟结果对电站出力指令进行修正；

S3.基于多智能体系统及其一致性原理对所述优化模型进行求解，得到各电站出力调节值；

S4.根据各电站出力调节值改变机组有功出力或启停机组，从而进行有功控制。