一种适应功率需求变化的孤岛微电网分布式实时调度方法技术

本发明专利技术公开了一种适应功率需求变化的孤岛微电网分布式实时调度方法，包括：每个分布式电源的上层调度单元都实时地计算当地的输出功率增量，并计算实时的优化梯度值，再通过分布式通信得到相邻上层调度单元的优化梯度值，然后利用分布式实时调度算法依次计算目标优化量、约束优化量和对偶变量，最后将得到的约束优化量作为功率参考值输出给底层控制系统，并循环执行控制步骤。本发明专利技术能够根据微电网中实时的功率需求及时调整调度结果，实时跟踪动态的最优结果，为各分布式电源的底层控制系统提供实时的最优输出功率参考值，从而降低微电网的整体能源消耗以及各分布式电源之间的通信频次。的通信频次。的通信频次。

【技术实现步骤摘要】
一种适应功率需求变化的孤岛微电网分布式实时调度方法


[0001]本专利技术涉及微电网分布式调度领域，是一种适应功率需求变化的孤岛微电网分布式实时调度方法。

技术介绍

[0002]提高国民生活水平和社会生产力需要安全稳定的电力供应。然而，传统的化石燃料发电面临着日益短缺和环境污染等问题。为解决当前的能源危机和环境保护问题，开发和利用可再生能源是一个重要的解决方案。但是，大规模分布式可再生能源直接并网会给电网的稳定性带来许多新的挑战。因此，为了实现可再生能源的高效利用并为用户提供稳定可靠的电力供应，人们提出了微电网的概念。通常，微电网由可再生能源发电单元、可调度的分布式电源、储能设备、负载和控制设备组成。根据微电网是否接入主电网，其运行模式可分为并网模式和孤岛模式。在并网模式下，微电网能够与主电网进行功率交互从而维持内部的功率供需平衡。相比之下，孤岛模式的微电网需要适当的控制策略来维持功率供需平衡并且降低非再生能源消耗。
[0003]孤岛微电网通常采用分级控制策略来实现高效且可靠地运行。这包括初级控制、次级控制和三级控制。初级控制和次级控制关注于微电网中的电能质量，而三级控制则是调度层，旨在降低微电网运行时的能源消耗。由于微电网中的可再生能源发电与负载需求的不可控性，导致微电网中的功率需求是随机的。因此，可调度的分布式电源的输出功率被用来平衡这些随机的功率需求。虽然初级控制和次级控制能够实现功率供需平衡，但是如何在众多的分布式电源之间合理地分配输出功率需要由三级控制来决定。不同的输出功率比，会对应不同的能源消耗量。目前，微电网调度方法(三级控制)主要分为两种：集中式调度和分布式调度。集中式调度需要一个中央控制器来协调各个分布式电源之间的功率分配，需要高度依赖通信。相较之下，分布式调度只需要相邻分布式电源之间进行通信即可实现能源消耗优化，更为可靠且易于实现。然而，现有的分布式调度算法都是根据功率需求，在执行多次分布式通信和多次迭代算法后，得到最优的调度结果。当功率需求改变时，需要重新执行分布式通信与迭代算法来获得新的最优调度结果。这会造成无法及时跟踪动态的最优调度结果，造成能源消耗量提高，并且降低分布式通信的效率。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术中存在的不足之处，本专利技术提出了一种适应功率需求变化的孤岛微电网分布式实时调度方法，以期能够实现根据各分布式电源的实时功率增量及时调整调度结果，实时跟踪动态的最优调度结果，从而能降低微电网的整体能源消耗，同时能提高分布式通信的效率。
[0005]本专利技术为达到上述专利技术目的，采用如下技术方案：
[0006]本专利技术一种适应功率需求变化的孤岛微电网分布式实时调度方法的特点在于，是应用于由若干个分布式电源及其对应的底层控制系统、上层调度单元所组成的场景中，并
包含以下步骤：
[0007]步骤1，定义当前时刻为k，并初始化k＝0；
[0008]第i个底层控制系统测量第i个分布式电源在当前k时刻的输出功率P
ik
并发送给第i个上层调度单元；
[0009]定义第i个上层调度单元在当前k时刻的目标优化量为并初始化
[0010]定义第i个上层调度单元在当前k时刻的约束优化量为并初始化
[0011]定义第i个上层调度单元在当前k时刻的对偶变量为并初始化
[0012]步骤2，第i个底层控制系统测量第i个分布式电源在k+1时刻的输出功率P
ik+1
并发送给第i个上层调度单元；
[0013]步骤3，第i个上层调度单元利用式(1)计算在k+1时刻的输出功率增量
[0014][0015]步骤4，第i个上层调度单元利用式(2)计算在k+1时刻的优化梯度值F
ik+1
；
[0016][0017]式(2)中，f
i
(x)是第i个分布式电源在输出功率为x时的能源消耗函数，f
′
i
(x)是f
i
(x)的导函数，ρ是惩罚因子；
[0018]步骤5，第i个上层调度单元将k+1时刻的优化梯度值发送给所有相邻的上层调度单元，并接收所有相邻的上层调度单元在k+1时刻发送的优化梯度值；
[0019]步骤6，第i个上层调度单元利用式(3)计算在k+1时刻的目标优化量
[0020][0021]式(3)中，W
ij
是第i个上层调度单元与其相邻的第j个上层调度单元之间的权重系数，且W
ij
＝W
ji
＜0，W
ji
是第j个上层调度单元与其相邻的第i个上层调度单元之间的权重系数；N
i
是第i个上层调度单元相邻的上层调度单元集合；是第i个上层调度单元所接收的相邻的第j个上层调度单元在k+1时刻发送的优化梯度值；
[0022]步骤7，第i个上层调度单元利用式(4)计算在k+1时刻的约束优化量
[0023][0024]式(4)中，是第i个分布式电源输出功率的约束上限，x
i
是第i个分布式电源输出功率的约束下限；
[0025]步骤8，第i个上层调度单元利用式(5)计算在k+1时刻的对偶变量
[0026][0027]步骤9，第i个上层调度单元将约束优化量作在k+1时刻的功率参考值输出给第i个底层控制系统，用于控制第i个分布式电源在k+1时刻的输出功率；
[0028]步骤10，将k+1赋值给k，返回步骤2顺序执行。
[0029]本专利技术一种电子设备，包括存储器以及处理器的特点在于，所述存储器用于存储支持处理器执行所述孤岛微电网分布式实时调度方法的程序，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的程序。
[0030]本专利技术一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序的特点在于，所述计算机程序被处理器运行时执行所述孤岛微电网分布式实时调度方法的步骤。
[0031]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0032]1、本专利技术提出的孤岛微电网实时调度方法是完全分布式的，通过将交替方向乘子法与分布式资源调度算法相结合，并且利用所设计的实时功率需求适应机制，可以保证及时地根据功率需求的变化调整调度结果，使得调度结果紧跟动态的最优结果，进而降低了微电网中分布式电源的整体能源消耗。
[0033]2、本专利技术所设计的实时功率需求适应机制是利用各分布式电源的功率增量来调整调度结果，使得实时调度算法的结果具有继承性，当功率需求变化较小时，调度算法能够更快地收敛到最优结果，因而相邻分布式电源之间需要的通信次数更少，从而提高了微电网中的分布式通信效率。
附图说明
[0034]图1为本专利技术中调度方法的流程图；
[0035]图2为孤岛微电网系统结构图。
具体实施方式
[0036]本实施例中，如图2所示，在微电网中存在着若干个可调度的分布式电源，并且每个分布式电源都有对应的底层控制系统和上层调度单元。由于可再生能源发电和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适应功率需求变化的孤岛微电网分布式实时调度方法，其特征在于，是应用于由若干个分布式电源及其对应的底层控制系统、上层调度单元所组成的场景中，并包含以下步骤：步骤1，定义当前时刻为k，并初始化k＝0；第i个底层控制系统测量第i个分布式电源在当前k时刻的输出功率P
ik
并发送给第i个上层调度单元；定义第i个上层调度单元在当前k时刻的目标优化量为并初始化定义第i个上层调度单元在当前k时刻的约束优化量为并初始化定义第i个上层调度单元在当前k时刻的对偶变量为并初始化步骤2，第i个底层控制系统测量第i个分布式电源在k+1时刻的输出功率P
ik+1
并发送给第i个上层调度单元；步骤3，第i个上层调度单元利用式(1)计算在k+1时刻的输出功率增量步骤3，第i个上层调度单元利用式(1)计算在k+1时刻的输出功率增量步骤4，第i个上层调度单元利用式(2)计算在k+1时刻的优化梯度值F
ik+1
；式(2)中，f
i
(x)是第i个分布式电源在输出功率为x时的能源消耗函数，f
i
′
(x)是f
i
(x)的导函数，ρ是惩罚因子；步骤5，第i个上层调度单元将k+1时刻的优化梯度值F
ik+1
发送给所有相邻的上层调度单元，并接收所有相邻的上层调度单元在k+1时刻发送的优化梯度值；步骤6，第i个上层调度单元利用式(3)计算在k+1时刻的目标优化量步骤6，第i个上层调度单元利用式(3)计算在k+1时刻的目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，黄磊，吴应华，刘鑫，杜露露，石倩倩，周亚，李奇越，李帷韬，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司滁州供电公司国网安徽省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：