一种分布式储能系统的充电方法及系统技术方案

技术编号:20277760 阅读:23 留言:0更新日期:2019-02-02 05:37
本发明专利技术公开了一种分布式储能系统的充电方法及系统,它包括:构建面向多个分布式储能系统的多代理分布式协同控制架构,并建立分布式去中心化架构;在分布式去中心化架构下建立单个分布式储能系统的充电效率就地化表征函数;获取协同分布式储能充电效率所需的信息;根据获取的信息,采用多代理分布式协同优化方法提升分布式储能系统的充电效率。本发明专利技术仅通过邻居代理之间的信息交互,既可实现全局关键信息的分享,显著降低了通信拓扑结构的复杂程度,提高了对分布式电源即插即用的适应能力,并节约了集中式控制器的投资成本,全面提升了多个分布式储能系统协同解决方案的经济性和适应。

【技术实现步骤摘要】
一种分布式储能系统的充电方法及系统
本专利技术涉及充电
,特别是一种分布式储能系统的充电方法及系统。
技术介绍
为了以高渗透水平充分利用新兴的分布式可再生能源发电,综合能源系统、主动配电网等有效的能源组织利用方式日益普及。对于具有大量分布式电源的系统,其控制和管理均变得更具有挑战性。间歇性分布式电源的不确定性、双向功率流、热电联供、以及负载的多样性等,经常导致系统干扰或事故等问题。现有的技术有很多,包括分布式电源自身的控制,负荷控制方案,分布式电源和储能系统的局部优化控制方案,以及分层控制方案等。其中,分布式储能系统的协调控制策略被认为是稳定综合能源系统或主动配电系统的有效解决方案。由于高比例分布式电源的间歇性和负载需求的波动性,协同多个分布式储能系统的充电/放电,以提高可再生能源利用的可靠性和效率。分布式储能系统的协调控制模式可以分为集中式或分布式两种,其中,集中式策略需要一个中央控制器,易因无法处理大量数据而受到影响。此外,集中式策略在适应分布式电源即插即用引起的通信拓扑结构变化等方面也存在问题。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷,本专利技术的目的就是提供一种分布式储能系统的充电方法及系统,使用多代理从所有其他本地代理收集信息并将其汇总以获得全局信息,从而实现有效的信息共享,最终实现更快的决策过程和操作。本专利技术的目的之一是通过这样的技术方案实现的,一种分布式储能系统的充电方法,它包括有:S1:在预先构建的分布式去中心化架构下建立单个分布式储能系统的充电效率就地化表征函数;S2:获取协同分布式储能充电效率所需的信息,所述信息包括有分布式储能系统个数和分布式储能系统功率不平衡量;S3:根据步骤S1中的充电效率就地化表征函数以及步骤S2中获取的分布式储能系统个数、分布式储能系统功率不平衡量,结合分布式储能系统充电边际成本系数和实时充电功率间的特性进行收敛迭代计算,在分布式去中心化架构下协同提升分布式储能系统的充电效率。进一步,所述步骤S1中包括有如下步骤:S11:依据单个分布式储能系统的充电效率和充电功率建立就地化表征其充电效率的函数,即有:式(1)中,i=1,2,…,n,用来标识系统中的分布式储能代理,n表示参与协同的分布式储能代理的总个数;PE,i表示第i个分布式储能代理对应的充电功率;PC,i表示到第i个分布式储能代理的实际注入有功功率;是第i个分布式储能代理的充电效率系数;S12:根据全面协同系统中多个分布式储能代理对应的充电效率,实现多个分布式储能系统的充电效率最大化,如下:式(2)中,Ni表示第i个分布式储能代理对应的编号集合;其中,第i个分布式储能代理的充电效率系数与其充电功率之间的关系可描述为:式(3)中,αi和βi均为第i个分布式储能代理对应的常数;S14:将式(3)带入式(2),最大化系统中多个分布式储能系统的充电效率可描述如下式(4)所示:进一步,所述步骤S2包括有:S21:利用分布式多代理一致性算法,在邻居代理交互信息的条件下实现全局信息的获取,具体步骤如下:式(5)中,i=1,2,…,n;j=1,2,…,n;n表示参与协同的分布式储能代理的总个数;k是离散时间迭代系数;xi[k+1]表示第i个分布式储能代理在第k+1迭代过程中交互的信息;xj[k]表示的是邻居分布式储能代理j交互的信息;wij则表示分布式储能代理i和邻居分布式储能代理j之间的信息耦合关联系数;S22:制定基于功率不平衡量牵引的信息交互方法如下:式(6)中,x*表示预设的牵引一致性值,其根据系统中实时的功率不平衡量制定,即表示系统能够提供的可充电功率量;di表示第i个分布式储能代理的牵引增益系数;S23:制定就地自适应调整的信息耦合关联系数wij,wij的具体计算过程可描述如下:式(7)中,S(t)用来表示系统中的通信线路变化;γ是一致性收敛系数,其取值会影响整个系统的一致性收敛特性,0<γ<1;ni,S(t)和nj,S(t)分别表示第i个分布式储能代理和j个邻居分布式储能代理对应的邻居代理的个数;S24:采用上述步骤S31和步骤S32提出的基于局部信息的分布式信息分享方法,获取多个分布式储能系统协同充电所需的全局关键信息,包括系统中实时功率不平衡量ΔPTOT和参与信息分享的总代理个数n,具体的信息交互及分享获取过程如下:式(8)中,nMAS和ΔPMAS分别表示的是一致性收敛分享后的信息、每个分布式储能系统可以根据一致性收敛分享后的信息获取全局信息;ΔPi表示第i个分布式储能代理处测到的功率不平衡量。进一步,所述步骤S3包括有:S31:计算第i个分布式储能代理充电效率的边际成本函数如下:式(9)中,αi和βi均为第i个分布式储能代理对应的常数;κC,i表示第i个分布式储能代理充电效率的边际成本函数;PC,i表示实际注入到第i个分布式储能代理的有功功率;S32:根据功率不平衡量预设储能充电效率边际成本系数的全局一致性收敛点,如下:式(10)中,κ*C表示的是预设的分布式储能系统充电效率的边际成本系数一致性牵引值,λi表示第i个分布式储能代理对应的充电功率分配系数;S33:采用多代理分布式协同优化方法实现协同提升多个分布式储能系统充电效率,计算过程如下:其中,k是离散时间迭代系数。进一步,所述分布式去中心化架构的构建过程包括:依据系统中多个分布式储能系统的分布情况,构建基于多个分布式储能系统的多代理分布式协同控制架构,并建立分布式去中心化架构。本专利技术的另一个目的是通过这样的技术方案实现的,一种分布式储能系统的充电系统,它包括有:架构单元,依据系统中多个分布式储能系统的分布情况,构建基于多代理系统的分布式协同控制架构,并建立分布式去中心化、无需集中代理的整体架构;信息获取单元,用于在分布式去中心化架构下建立单个分布式储能系统的充电效率就地化表征函数;获取协同分布式储能充电效率所需的信息;处理单元,根据信息获取单元采用多代理分布式协同优化方法提升分布式储能系统的充电效率。进一步,所述信息获取单元中在分布式去中心化架构下建立单个分布式储能系统的充电效率就地化表征函数具体包括有:S11:依据单个分布式储能系统的充电效率和充电功率建立可就地化表征其充电效率的函数,即有:式(12)中,i=1,2,…,n,用来标识系统中的分布式储能代理,n表示参与协同的分布式储能代理的总个数;PE,i表示第i个分布式储能代理对应的充电功率;PC,i表示第i个分布式储能代理的实际注入有功功率;是第i个分布式储能代理的充电效率系数;S12:根据全面协同系统中多个分布式储能代理对应的充电效率,实现多个分布式储能系统的充电效率最大化,如下:式(13)中,Ni表示第i个分布式储能系统对应的的编号集合;其中,第i个分布式储储能代理的充电效率系数与其充电功率之间的关系可描述为:式(14)中,αi和βi均为第i个分布式储能代理对应的常数;S13:将式(14)带入式(13),最大化系统中多个分布式储能系统的充电效率可描述如下式(15)所示:进一步,所述信息获取单元中的获取协同分布式储能充电效率所需的信息具体包括有:S21:提出基于局部信息交互的关键信息获取方法,利用分布式多代理一致性算法,在邻居代理交互信息的条件下实现全局本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式储能系统的充电方法,其特征在于,所述方法步骤如下:S1:在预先构建的分布式去中心化架构下建立单个分布式储能系统的充电效率就地化表征函数;S2:获取协同分布式储能充电效率所需的信息,所述信息包括有分布式储能系统个数和分布式储能系统功率不平衡量;S3:根据步骤S1中的充电效率就地化表征函数以及步骤S2中获取的分布式储能系统个数、分布式储能系统功率不平衡量,结合分布式储能系统充电边际成本系数和实时充电功率间的特性进行收敛迭代计算,在分布式去中心化架构下协同提升分布式储能系统的充电效率。

【技术特征摘要】
1.一种分布式储能系统的充电方法,其特征在于,所述方法步骤如下:S1:在预先构建的分布式去中心化架构下建立单个分布式储能系统的充电效率就地化表征函数;S2:获取协同分布式储能充电效率所需的信息,所述信息包括有分布式储能系统个数和分布式储能系统功率不平衡量;S3:根据步骤S1中的充电效率就地化表征函数以及步骤S2中获取的分布式储能系统个数、分布式储能系统功率不平衡量,结合分布式储能系统充电边际成本系数和实时充电功率间的特性进行收敛迭代计算,在分布式去中心化架构下协同提升分布式储能系统的充电效率。2.如权利要求1所述的分布式储能系统的充电方法,其特征在于,所述步骤S1中包括有如下步骤:S11:依据单个分布式储能系统的充电效率和充电功率建立就地化表征其充电效率的函数,即有:式(1)中,i=1,2,…,n,用来标识系统中的分布式储能代理,n表示参与协同的分布式储能代理的总个数;PE,i表示第i个分布式储能代理对应的充电功率;PC,i表示第i个分布式储能代理的实际注入有功功率;是第i个分布式储能代理的充电效率系数;S12:根据全面协同系统中多个分布式储能代理对应的充电效率,实现多个分布式储能系统的充电效率最大化,如下:式(2)中,Ni表示第i个分布式储能代理对应的编号集合。3.如权利要求1所述的分布式储能系统的充电方法,其特征在于,所述步骤S2包括有:S21:利用分布式多代理一致性算法,在邻居代理交互信息的条件下实现全局信息的获取,具体步骤如下:式(5)中,i=1,2,…,n;j=1,2,…,n;n表示参与协同的分布式储能代理的总个数;k是离散时间迭代系数;xi[k+1]表示第i个分布式储能代理在第k+1迭代过程中交互的信息;xj[k]表示的是邻居分布式储能代理j交互的信息;wij则表示分布式储能代理i和邻居分布式储能代理j之间的信息耦合关联系数;S22:制定基于功率不平衡量牵引的信息交互方法如下:式(6)中,x*表示预设的牵引一致性值,其根据系统中实时的功率不平衡量制定;di表示第i个分布式储能代理的牵引增益系数;S23:制定就地自适应调整的信息耦合关联系数wij,wij的具体计算过程可描述如下:式(7)中,S(t)用来表示系统中的通信线路变化;γ是一致性收敛系数,其取值会影响整个系统的一致性收敛特性,0<γ<1;ni,S(t)和nj,S(t)分别表示第i个分布式储能代理和j个邻居分布式储能代理对应的邻居代理的个数;S24:采用基于局部信息的分布式信息分享方法,获取多个分布式储能系统协同充电所需的全局关键信息,如系统中实时功率不平衡量ΔPTOT和参与信息分享的总代理个数n,,具体的信息交互及分享获取过程如下:式(8)中,nMAS和ΔPMAS分别表示的是一致性收敛分享后的信息、每个分布式储能系统可以根据一致性收敛分享后的信息获取全局信息;ΔPi表示第i个分布式储能代理处测到的功率不平衡量。4.如权利要求3所述的分布式储能系统的充电方法,其特征在于,所述步骤S3包括有:S31:计算第i个分布式储能代理充电效率的边际成本函数如下:式(9)中,αi和βi均为第i个分布式储能代理对应的常数;κC,i表示第i个分布式储能代理充电效率的边际成本函数;PC,i表示实际注入到第i个分布式储能代理的有功功率;S32:根据功率不平衡量预设储能充电效率边际成本系数的全局一致性收敛点,如下:式(10)中,κ*C表示的是预设的分布式储能系统充电效率的边际成本系数一致性牵引值,λi表示第i个分布式储能代理对应的充电功率分配系数;S33:采用多代理分布式协同优化方法实现协同提升多个分布式储能系统充电效率,计算过程如下:其中,k是离散时间迭代系数。5.如权利要求1所述的分布式储能系统的充电方法,其特征在于,所述分布式去中心化架构的构建过程包括:依据系统中多个分布式储能系统的分布情况,构建基于多个分布式储能系统的多代理分布式协同控制架构,并建立分布式去中心化架构。6.一种分布式储能系统的充电系统,其特...

【专利技术属性】
技术研发人员:李俊杰徐瑞林陈涛周婧婧李哲徐婷婷付明
申请(专利权)人:国网重庆市电力公司电力科学研究院国家电网有限公司国电南瑞科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:重庆,50

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