[发明专利]一种基于改进多智能体一致性算法的风电场有功调度方法

说明书

本发明公开了属于风电场有功调度技术领域的一种基于改进多智能体一致性算法的风电场有功调度方法。该方法针对风电场机组众多、运行工况复杂的特性，在传统变比例分配算法的基础上进行了改进，并提出了风机动态分组的有功调度方法，将多智能体一致性算法运用于风电场有功调度的分布式调度方法中，避免了集中式调度的缺陷。最后，对传统的多智能体一致性算法进行了改进，针对风机分组调度的策略，提出了分段更新的虚拟一致性调度方法，实现了对风电场风机的有功调度，能够有效实现对风电场在不同工况下风机的有功调度，充分利用风机调节裕度，减少控制系统动作次数，不仅降低了调度成本，还降低了更新算法的难度，增强了工程实践的可行性。

技术领域

本发明属于风电场有功调度技术领域，尤其涉及一种基于改进多智能体一致性算法的风电场有功调度方法。

背景技术

近年来，不少大中型风电场相继建成并投入运行，风电在电网中的渗透率越来越大。大规模新能源发电基地集中接入电网的开发模式对电网的功率平衡和安全、经济运行带来了严峻挑战。风电场内部的优化调度将有助于减少风电对电力系统的冲击并降低风电场运行损耗。一个大型风电场往往拥有几十甚至上百台风机，由于气象和位置分布的影响，风机的运行状态各不相同，因而对于风电场的优化调度而言，在满足电网安全的前提下，合理的机组调度具有重大意义。

目前风电场中广泛采用的有功调度策略依然是与传统火电厂相似的集中控制策略，即有一个控制中心负责全场的调度指令分配，风电机组的差异也都需要由控制中心进行判断从而决定控制策略。然而，随着风电场规模日渐扩大，基于集中式控制的有功调度策略逐渐遭遇计算维度过大、复杂度过高的问题，同时，集中式控制可能在个别机组通讯中断的情况下就无法实现有效调度。

相对于集中控制，分布式控制可以很好的避免以上问题。基于分布式控制方式的多智能体系统主要涉及智能体之间的协调合作、交互通信、冲突消解等方面的问题，强调群体之间的合作，而非个体能力本身。风电场内部各风机之间既有较强的相关性，也存在一定程度的差异，且风机数量众多，采用传统的多智能体一致性算法对全场所有风机进行控制，使其控制系统频繁动作，机械损耗增加，设备寿命减短，从而间接增加风力发电成本。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种基于改进多智能体一致性算法的风电场有功调度方法，包括以下步骤：

步骤1：改进变比例功率分配算法，实现风电场内风机的有功功率分配；

步骤2：依据风功率预测信息构建风电场内风机的实时动态分组方法，对场内风机进行分组，并对不同组风机进行调控；

步骤3：建立基于多智能体一致性的完全分布式实现算法，调整风机的有功出力；

步骤4：基于功率分配算法，建立一致性变量的分段虚拟更新方法，对风电场内的不同组风机进行有功调节与控制，具体包括以下子步骤：

步骤401：为各台风机的有功输出定义参考值，构造多智能体一致性算法的辅助变量，并计算辅助变量的初始值；

步骤402：建立一致性变量的分段虚拟更新规则，使不同组风机先后参与有功调节，当风机处于虚拟更新状态时，仅更新风机的辅助变量，不对其进行有功调节。

所述改进变比例功率分配算法是在变比例算法的基础上，将有功调度指令的变化量按一定比例分配给各台风机，通过对不同运行状态下的风机赋予不同比例，其计算公式如下：

式中，为本周期调控前第i台风机有功功率，P_D,i为本周期调控中第i台风机的有功调节裕度，r_i为本次调控第i台风机的功率分配系数，在同一周期内不参与调节的机组的功率分配系数r_i均取值为0；

其中，功率分配系数r_i的计算公式为：