【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气工程，具体涉及一种考虑储能聚合的火光储直流系统分层协同控制方法及系统。
技术介绍
1、火光储直流系统中不同电源的响应特性和发电成本存在明显差异，优化分配电源间出力对于系统经济运行具有重要意义。对于较大规模的火光储直流系统，难免会接入大量储能单元。储能单元单体容量小，总体数量大，个体间参数差异明显，全部加入火光储直流系统优化问题中将极大增加优化模型的规模。储能单元要实现优化运行，除了需要通过协同控制实现系统电压调节和内部出力分配外，还应能聚合后与外部其余电源协同运行以实现全系统的经济运行。
2、在优化运行策略中将大量储能单元进行等效聚合能够有效降低优化问题的变量维数，提升其计算效率。目前针对储能单元的聚合模型已有较多研究成果，但聚合模型的参数均需要对所有分布式储能的实时参数进行采集计算得到。为此，需要额外的聚合商以集中方式与所有储能单元交互收集信息。同时，现有的协同运行策略的求解过程也往往基于集中方式实现，需要能量管理系统集中收集信息并计算得到优化的功率指令后分发至不同电源。即使部分研究引入了交替方向乘子法中将协同运行策略中的求解过程分解，其依然需要集中调度器参与对偶变量的更新迭代。
3、很明显，集中方式无疑在灵活性、隐私保护、算力分摊以及避免单点故障上不具有优势。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供一种考虑储能聚合的火光储直流系统分层协同控制方法及系统，全系统的分层分布协同运行，将有力促进火光储直流系
2、本专利技术采用的技术方案是：一种考虑储能聚合的火光储直流系统分层协同控制方法，包括以下步骤：
3、根据每个储能单元的能量容量、soc和输出功率，相应计算得到每个储能单元的比例功率变量；
4、根据每个储能单元自身以及与其通信的储能单元的比例功率变量，计算得到每个储能单元的辅助功率变量；
5、根据每个储能单元自身以及与其通信的储能单元的辅助功率变量，计算得到每个储能单元的下垂控制器调节量；
6、将所有储能单元的平均soc作为聚合储能的soc；将所有储能单元的总输出功率作为聚合储能的输出功率；
7、以功率调节过程成本最小化为优化目标，基于约束条件和火光储直流系统的状态信息，应用分布式优化求解算法，迭代求解得到燃气轮机的功率调节量；
8、所述功率调节过程成本包括每次功率调节过程中储能单元的总调节成本和燃气轮机的总调节成本；
9、所述约束条件包括：燃气轮机的输出功率需处于功率上下限范围；燃气轮机受到自身动态响应速度的限制，存在功率爬坡约束；聚合储能的输出功率和soc存在上下限值；聚合储能的输出功率与燃气轮机的输出功率之和为0。
10、本专利技术的有益效果是：本专利技术能保证功率分配的经济性，使发电机发电单元和储能单元之间的功率充分按照运行成本进行优化分配，实现全系统的功率经济分配。本专利技术通过构建火光储直流系统的分层协同控制方法，实现系统中光伏发电单元、储能单元和火电发电单元的协同配合，兼顾光伏发电模块的最大功率利用、直流系统的电压稳定和全系统的经济运行。本专利技术通过构建分布式方法对火光储直流系统中多个储能单元进行调控和聚合，实现对火光储直流系统中直流母线电压的快速稳定，同时能够对聚合储能模型的参数进行实时精确估计。本专利技术通过构建燃气轮机和聚合储能的经济出力优化模型，并利用分布式方法对模型进行求解得到优化的功率指令，实现对燃气轮机和聚合储能的输出功率的经济分配。
11、进一步，本专利技术所提出的功率调节过程中储能单元和燃气轮机的总调节成本的计算方法，能够有效反映出储能单元和燃气轮机的实际运行情况，提高模型调节量的计算精度。
12、进一步地，本专利技术所提出的下垂控制器的控制量计算方法和聚合储能的赋值方法，充分考虑各储能单元之间的功率能量交互，有效反映分布式系统的特征，保证对各储能单元的控制精度。
13、进一步地，本专利技术所提出的约束条件充分体现了火光储直流系统的实际运行特征，保证调节量能满足实际需求的同时保证系统运行的安全和稳定性。
14、进一步地，本专利技术所采用的分布式优化算法，能够提高模型运行的效率，节约计算成本的同时保证计算精度。
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1.一种考虑储能聚合的火光储直流系统分层协同控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：每次功率调节过程中储能单元的总调节成本包括每个燃气轮机的增量发电成本和调节里程成本；每次功率调节过程中燃气轮机的总调节成本包括每个储能单元的增量发电成本和SoC偏移成本。
3.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算每个储能单元的比例功率变量xbp,i：
4.根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算所有储能单元的平均SoCa：
5.根据权利要求4所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算每个燃气轮机的增量发电成本ΔFd,i(ΔPd,i)：
6.根据权利要求5所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算储能单元的增量发电成本ΔFb,t(ΔPe,i)：
7.根据权利要求6所述的一种方法，其特征在于：所述约束条件的表达式如下：
8.根据权利要求7所述的一种方法，其特征在于：采用分布式优化求解算法，迭代求解的过程包括：将优化目标函数和约束条件按照标准格式改写
9.一种考虑储能聚合的火光储直流系统分层协同控制系统，其特征在于：包括一次控制器、二次控制器和三次控制器；
...【技术特征摘要】
1.一种考虑储能聚合的火光储直流系统分层协同控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：每次功率调节过程中储能单元的总调节成本包括每个燃气轮机的增量发电成本和调节里程成本；每次功率调节过程中燃气轮机的总调节成本包括每个储能单元的增量发电成本和soc偏移成本。
3.根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算每个储能单元的比例功率变量xbp,i：
4.根据权利要求3所述的一种方法，其特征在于：采用下式计算所有储能单元的平均soca：
5.根据权利要求4所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：乐零陵，梁波，崔磊，刘亚青，朱钊，谌睿，谢方祥，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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