[发明专利]基于动态网络切换拓扑的可控负荷分布式协调控制方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于动态网络切换拓扑的可控负荷分布式协调控制方法，其特征在于，包括：

获取电价激励下的可调负荷优化调控模型；

根据用户参与状态将所述可调负荷优化调控模型转换为切换拓扑结构，进而获得拉格朗日函数；

求解所述拉格朗日函数，得到全局最优解。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态网络切换拓扑的可控负荷分布式协调控制方法，其特征在于，所述可调负荷优化调控模型的约束条件包括：

负荷调整约束：

其中，用户s在t时刻的调整负荷量上下限为t为负荷调整时刻，t′_s、t″_s分别为用户s负荷调整时间的上下限；

参与调整状态约束：

其中，代表用户s在t时刻的参与调整状态，调整时间t″_s＞t′_s。

负荷平衡约束：

其中，s代表第s个用户，N_s表示发电机的总个数，P_s，t为用户s在t时刻的负荷量，代表t时刻用户s参与调整的负荷量。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态网络切换拓扑的可控负荷分布式协调控制方法，其特征在于，所述可调负荷优化调控模型的优化目标为：

其中，C₂表示负荷补偿成本函数，s代表第s个用户，N_s表示发电机的总个数，t为负荷调整时刻，T表示总的负荷调整时间，代表用户s在t时刻的参与调整状态，α_1，t、α_2，t、α_3，t代表补偿因子，α_1，t≠0，α_2，t，代表t时刻用户参与调整的负荷量。

4.根据权利要求3所述的一种基于动态网络切换拓扑的可控负荷分布式协调控制方法，其特征在于：根据用户在某一时期的参与状态，将其视为一个0-1变量，若参与则将参与调整状态量置1，否则置0；引入拉格朗日算子，令γ₂为协调因子，c₂为控制因子，且结合式(1)，得到拉格朗日函数为：

5.根据权利要求4所述的一种基于动态网络切换拓扑的可控负荷分布式协调控制方法，

其特征在于：所述求解所述拉格朗日函数，得到全局最优，具体包括以下步骤：

根据式(5)，拉格朗日函数对求偏导可推出：

令令式(6)等于0得到最优调整负荷：

而用户间的协调主要是通过控制变量γ来进行的，对于固定的时间段内某个特定的用户，表示为：

其中，γ_s(n+1)表示在n+1时刻用户s的控制变量，γ_s(n)表示在n时刻用户s的控制变量，ξ_s表示迭代步数，s′为用户s的邻居节点，表示用户通信拓扑的邻接矩阵，该矩阵随着参与状态的变化而动态转换，其中邻接矩阵A中的元素a_ss′也会影响着不同用户之间的通信关系，γ_s′(n)表示在n时刻用户s′的控制变量，对于任意一个用户s，如果其不参与负荷调整，也即意味着时，其邻居间的权重会动态调整得到：

其中，a_ss′表示用户s到用户s′之间的权重，a_s′s表示用户s′到用户s之间的权重，s′，s″是用户s的两个邻居节点，a_ss″表示用户s到用户s″之间的权重，a_s′s″表示用户s′到用户s″之间的权重；

不同消费者之间的协调用向量版本表示为：

γ(n+1)＝γ(n)+B_U(n)γ(n) (10)

其中，B_U＝ξ^TL_U，L_U表示具有如下变化的拉普拉斯矩阵：

将式(10)进行迭代，最终可得到全局一致稳定解。