[发明专利]一种基于分布式储能系统的非周期采样出力协同控制方法

权利要求书

1.一种基于分布式储能系统的非周期采样出力协同控制方法，其特征在于，

所述分布式储能系统包括：第1个储能单元、第2个储能单元、...、第N个储能单元；第1个通信单元、第2个通信单元、...、第N个通信单元；

所述第i个储能单元与所述第i个通信单元通过有线方式链接；

所述第i个通信单元与所述第j个通信单元通过无线方式通信；

i∈[1,N]，且j≠i；

所述非周期采样出力协同控制方法包括以下步骤：

步骤1：构建各储能单元的出力成本模型，以储能单元总出力成本最小化为优化目标，根据储能单元总功率、总发电功率、总负载功率构建约束条件，通过拉格朗日乘数法优化得到各储能单元的出力与增量成本的等效模型；

步骤2：构建储能单元增量成本优化目标，结合步骤1所述的各储能单元的出力与增量成本的等效模型将各储能单元的出力作为优化求解的变量，进一步构建功率平衡约束条件；

步骤3：将步骤2所述的储能单元增量成本优化目标作为考虑通讯时延的储能单元增量成本优化目标，构建考虑通讯时延的储能单元增量成本优化目标的约束条件，结合步骤2将各储能单元的出力作为优化求解的变量，进一步通过分布式一致性算法优化求解得到优化后各储能单元的出力；

步骤4：将各储能单元的实际出力值通过下垂控制方法调节至步骤3所求优化后各储能单元的出力；

步骤1所述各储能单元的出力成本模型为：

i∈[1,N]

其中，N表示储能单元的熟数量，f_i(P_B,i)为第i个储能单元的出力效率模型，P_B,i为第i个储能单元的出力，α_i为第i个储能单元的放电系数，β_i为第i个储能单元的充电系数；

步骤1所述以储能单元总出力成本最小化为优化目标为：

其中，total表示储能单元总出力成本，为整个电网的总发电功率，为整个电网的总负载功率；

步骤1所述通过拉格朗日乘数法优化得到各储能单元的出力与增量成本的等效模型为：

所述拉格朗日乘数法是解决经济调度问题的常用方法；

储能单元总出力成本最小化优化的拉格朗日函数具体如下：

其中,η_i是与等式约束相关的第i个储能单元的增量成本；Lag_i为第i个储能单元总出力成本最小化优化的拉格朗日函数；P₀为

所述储能单元总出力成本最小化优化的拉格朗日函数一阶最优条件出发，满足如下公式：

步骤1所述各储能单元的出力与增量成本的等效模型为：

η_i＝-2α_iP_B,i+β_i

i∈[1,N]

其中，η_i为第i个储能单元的增量成本，N表示储能单元的熟数量，P_B,i为第i个储能单元的出力，α_i为第i个储能单元的放电系数，β_i为第i个储能单元的充电系数；

步骤2所述储能单元增量成本优化目标为：

步骤2所述各储能单元的出力与增量成本的等效模型为：

i∈[1,N]

其中，N表示储能单元的熟数量，为第i个储能单元出力的导数，为第i个储能单元增量成本的导数，α_i为第i个储能单元的放电系数；

其中，K_η为控制过程中的增益系数，a_i,j表征第i个储能单元与第j个储能单元之间是否存在耦合关系，如果存在，则a_i,j＝1，反之a_i,j＝0；

步骤2所述功率平衡约束条件为：

ρ_i为第i个储能单元功率约束辅助变量，具体定义如下：

其中，为第i个储能单元功率约束辅助变量的导数，K_ρ为控制过程中的增益系数；

步骤3所述考虑通讯时延的储能单元增量成本优化目标为：

τ(t)＝t-t_k+σ_min,t∈[t_k,t_k+1)

其中，K_η为控制过程中的增益系数，a_i,j表征第i个储能单元与第j个储能单元之间是否存在耦合关系，如果存在，则a_i,j＝1，反之a_i,j＝0；

其中，N表示储能单元的熟数量，为第i个储能单元出力的导数，为第i个储能单元增量成本的导数，α_i为第i个储能单元的放电系数；

其中，所述第i个通信单元与所述第j个通信单元仅在t_k时刻交换信息，刷新各自状态；

在t_k时刻，考虑到所述第i个通信单元与所述第j个通信单元的通信过程最少会经过σ_min时长的通信时延，第i个储能单元的出力实际上是由t_k-σ_min时收到的数据计算得出的；

为了避免时间数据混乱，提出了与通信时延和非周期采样有关的人工时变时延的等待缓冲时间τ(t)＝t-t_k+σ_min,t∈[t_k,t_k+1)；

发送方会在非周期采样瞬间发送数据，接收方会等待时间σ_min-ζ_k来补偿通信时间延迟。