[发明专利]用于协调配电网储能系统充放电效率的分布式控制方法

摘要

本发明公开了一种用于协调配电网储能系统充放电效率的分布式控制方法，包括下述步骤：步骤10)测算本地功率缺额：步骤20)实现功率缺额的共享，获取系统总功率缺额：步骤30)测算每个储能系统的边际充电成本，确定预设的牵制一致性值；步骤40)通过牵制控制使各储能代理达到牵制一致性；步骤50)调整配电网中储能系统的充电功率。该控制方法是一种完全分布式的控制方法，能够以分布的方式实现全局信息共享，满足分布式单元即插即用操作的需求，并考虑边际充电成本和充电状态，对储能系统的充电功率进行精确调整，从而协调优化配电网中各储能系统的充放电效率。

主权项

1.一种用于协调配电网储能系统充放电效率的分布式控制方法，其特征在于，所述配电网采用多代理系统，多代理系统包括两层：第一层代理系统为用于实现分布式的全局信息采集与共享的信息共享层；第二层代理系统为用于实现分布式储能系统基于牵制的协调控制层；多代理系统中共有n个代理，每个储能系统对应一个代理，储能系统的编号和与该储能系统对应的代理的编号相同；各代理通过第一层代理系统获取全局信息，通过第二层代理系统直接实现储能系统的分布式协同控制；当充电功率参考值PE,C,i<0时，即为放电过程；所述控制方法包括下述步骤：步骤10)测算本地功率缺额：当配电网发生功率波动时，多代理系统监测到整个配电网的功率扰动，得到每个代理的功率缺额；步骤20)实现功率缺额的共享，获取系统总功率缺额；步骤30)测算每个储能系统的边际充电成本，确定预设的牵制一致性值；所述的步骤30)具体包括：在第二层代理系统中，储能系统充电过程的优化目标和约束条件如式(3)所示：式中，P_E,C,i表示充电功率的参考值；η_C,i表示第i个储能系统的充电效率；α_i是第i个储能系统的第一系数；β_i是第i个储能系统的第二系数，P_M表示总功率缺额；ΔP_M,i表示代理i的功率缺额；P _G,i表示代理i的分布式电源输出功率；P_L,i表示代理i的负荷功率；P_Loss,i表示代理i的传输损耗功率；表示代理i充电功率参考值的下限值，表示代理i充电功率参考值的上限值；依据式(4)测算出每个代理的边际充电成本：式中，ρC,i表示储能代理i的边际充电成本函数；PE,C,i表示充电功率的参考值；依据式(5)确定预设的牵制一致性值：式中，表示在第k次迭代过程中代理i的边际充电成本；表示在第k次迭代过程中代理i的充电功率参考值；γ_i是代理i的功率缺额系数；表示代理i在迭代过程中边际充电成本的终值；表示预设的牵制一致性值，当所有储能系统的边际充电成本渐近收敛于一个共同的值时，式(3)的目标函数即达到最优；步骤40)通过牵制控制使各储能代理达到牵制一致性；所述的步骤40)具体包括：通过基于牵制的分布式协调控制，进行储能系统的边际充电成本优化，使其收敛到预设的牵制一致值；根据代理i的信息交互过程，得到代理i基于牵制的分布式协同控制方程如式(6)所示：式中，表示在第k+1次迭代过程中代理i的边际充电成本；表示在第k次迭代过程中代理j的边际充电成本；d _i是代理i的牵制控制增益，d _i≥0；d _i＝0表示没有针对代理i的牵制控制；w_ij表示代理i和代理j之间的通信耦合系数，当代理i和代理j有通信线路连接时，w_ij≠0，否则w_ij＝0；利用式(7)和式(8)对wij进行更新:式中，Δ(t)表示配电网中通信拓扑的变化；λ表示一致性常数，影响双层一致性算法的收敛特性，且0<λ<1；ni,Δ(t)表示代理i邻居代理的数量，nj,Δ(t)表示代理j邻居代理的数量，Ni,Δ(t)表示代理i邻居代理的集合；步骤50)调整配电网中储能系统的充电功率。