一种交直流微电网经济调度方法技术

本发明专利技术公开了一种交直流混合微电网经济调度方法，包括以下步骤：步骤a：建立交直流混联微电网动态经济调度模型；步骤b：构建双层一致性算法，将交直流混合微电网中节点进行分层，上层为领导层，主要通过自身反馈环节进行数据更新，下层为跟踪层，通过接收领导层发送过来的信息进行自我数据更新；步骤c：基于交直流混合微电网网架拓扑，结合发电单元的出力约束，构建考虑约束条件下的双层一致性算法，利用双层一致性算法对每个节点进行控制，使得每个元素状态达到一致，实现交直流混合微电网经济调度。本发明专利技术提供的一种交直流混合微电网经济调度方法，能够解决交直流混联微电网的动态经济调度问题。

An economic dispatching method for AC / DC microgrid

【技术实现步骤摘要】
一种交直流微电网经济调度方法
本专利技术涉及一种交直流微电网经济调度方法，属于新能源发电和智能电网

技术介绍
微电网的经济调度与协调控制是保证其经济可靠运行的基础。现阶段通常采用集中式的控制方式。通过微电网控制中心对整个微电网内的发电单元、储能单元及负荷单元统一协调控制，结构简单、控制精度高，但是灵活性和可靠性较差，MGCC出现故障、遭受网络攻击或通信结构发生改变时，集中式的控制方式就无法完成控制目标。分布式控制可以克服全局通信及统一控制的缺陷，仅依靠自身和邻居单元的信息来实现全局优化，能够满足分布式电源即插即用的要求，同时也保证了微电网内用户单元信息的私密性。一致性算法是实现分布式控制的重要手段，国内外对一致性算法解决微电网的经济调度问题已开展了一些研究工作。张鑫等考虑发电单元和负荷单元的通信，以发电机组的增量成本和柔性负荷的增量效益作为一致性变量，提出了基于供需不平衡量反馈的一致性算法解决微电网的能量管理问题。顾伟等利用有限步一致性算法提出直流微电网的分布式协同控制策略，李一琳等将有限步一致性算法应用到微电网的经济调度中，得到了较好的收敛性能。上述分布式算法的应用对象大多为孤立型的直流微电网或者交流微电网，虽然能够取得良好的控制效果，但无法在交直流混合微电网中发挥其优势，原因在于交直流混合微电网不仅具有直流的特性，还具备交流的特性，如何衔接两者之者之间的关系并提出合理的控制算法是解决交直流混合微电网控制的关键问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种能够解决交直流混联微电网的多时段动态经济调度问题的交直流混联微电网分布式动态经济调度方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种交直流混合微电网经济调度方法，包括：建立交直流混合微电网动态经济调度模型；将交直流混合微电网中节点进行分层，上层为领导层，通过自身反馈环节进行数据更新，下层为跟踪层，通过接收领导层发送过来的信息进行自我数据更新，构建双层一致性算法；基于交直流混合微电网网架拓扑，结合发电单元的出力约束，构建考虑约束条件下的双层一致性算法，利用双层一致性算法对每个节点进行控制。进一步地，所述交直流混合微电网动态经济调度模型的建立过程包括：以微电网日发电成本最小为目标建立目标函数；确定交直流混合微电网各个单元的运行约束与供需平衡约束条件；建立单时段分布式经济调度模型，应用拉格朗日乘子法对单时段分布式经济调度模型进行处理，整合运行成本系数，得到运行成本系数的统一形式。进一步地，所述目标函数为：其中：T为日调度周期内的时间段数，STG为传统发电机组单元集合，SWT为风力发电机组单元集合，SSL为光伏发电机组单元集合；PTG,i(t)、PWT,j(t)、PSL,k(t)分别为传统发电机组i、风机单元j、光伏单元k在t时刻的有功输出功率；Ci(PTG,i(t))、Cj(PWT,j(t))、Ck(PSL,k(t))分别为集合的发电成本函数。进一步地，所述供需平衡约束条件为有功供需平衡约束条件，所述运行约束包括：传统发电机组运行约束、风机光伏出力约束和交直流联络线约束。进一步地，应用拉格朗日乘子法对单时段分布式经济调度模型进行处理过程为：令λ表示拉格朗日乘子，不考虑不等式约束条件下，原优化问题转化为：其中，PDM,s为负荷单元对应的负荷需求值，SDM为交直流混联微电网内所有负荷单元的集合；应用Karush-Kuhn-Tucker一阶最优性条件，对决策量和拉格朗日乘子求偏导：当各运行成本微增率相等时，拉格朗日函数L取得最小值，所得的λ为最优微增率；其中，ai和bi为传统发电机组成本函数系数，ωj和ωk为弃风弃光成本系数。进一步地，运行成本系数的统一形式为：i∈STG∪SWT∪SSL，其中，为整合后单元i的运行成本系数，Pi为单元i的有功出力。进一步地，所述交直流混合微电网的单元数量为n个，包含传统发电机组和风机光伏单元,.进一步地，所述最优微增率为：i∈STG∪SWT∪SSL，式中，PDM表示负荷总功率，PDM,i表示第i个机组单元的负荷功率。进一步地，所述双层一致性算法为：式中，λ(t+1)＝[λTG,1(t+1),…,λWT,1(t+1),…,λSL,1(t+1),…]TE表示一个由反馈系数ε和元素0组成的列向量，如果节点i是领导层节点，则相应元素为ε，反之取0，经过D步迭代，机组单元i的微增率值和功率值都能达到最优值，即和其中Pi*表示D步迭代后机组单元i的功率最优值。进一步地，考虑约束条件下的双层一致性算法包括：考虑电机有功出力时，电机节点的更新方程为：考虑电机出力爬坡约束时，电机节点的更新方程：考虑风力发电出力约束时，风机节点的更新方程为：考虑光伏发电出力约束时，光伏节点的更新方程为：考虑交直流联络线约束时，直流侧功率偏差的更新方程为：考虑交直流联络线约束时，交流侧功率偏差的更新方程为：本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种交直流混联微电网分布式动态经济调度方法，该算法能有效解决交直流混合微电网在控制分层时的优化问题。通过将系统节点分层，得到领导层电机节点和跟踪层电机节点；领导层的电机节点主要通过反馈环节进行数据更新，跟踪层的电机节点利用这些数据对自身数据进行更新，最后达到全局信息共享，利用所提出的分布式分层一致性算法，实现微电网的调度研究系统的效率。附图说明图1为本专利技术一种交直流微电网经济调度方法的流程图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供的一种交直流混联微电网分布式动态经济调度方法，包括以下步骤：步骤1：建立交直流混联微电网动态经济调度模型。具体包含：步骤1.1：确定目标函数。在分布式电源装备成本固定和储能系统足以消纳微网冗余功率的情形下，以微电网日发电成本最小为目标，运行费用包括可控单元传统机组的运行成本，风机和光伏的弃风弃光成本，其目标函数目标函数具体表达式如下：其中：T为日调度周期内的时间段数，STG为传统发电机组单元集合，SWT为风力发电机组单元集合，SSL为光伏发电机组单元集合；PTG,i(t)、PWT,j(t)、PSL,k(t)分别为传统发电机组i、风机单元j、光伏单元k在t时刻的有功输出功率；Ci(PTG,i(t))、Cj(PWT,j(t))、Ck(PSL,k(t))分别为集合的发电成本函数。传统发电机组i的运行成本函数可建模为二次函数形式：Ci(PTG,i(t))＝aTG,i(PTG,i(t本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交直流混合微电网经济调度方法，其特征在于，包括：/n建立交直流混合微电网动态经济调度模型；/n将交直流混合微电网中节点进行分层，上层为领导层，通过自身反馈环节进行数据更新，下层为跟踪层，通过接收领导层发送过来的信息进行自我数据更新，构建双层一致性算法；/n基于交直流混合微电网网架拓扑，结合发电单元的出力约束，构建考虑约束条件下的双层一致性算法，利用双层一致性算法对每个节点进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种交直流混合微电网经济调度方法，其特征在于，包括：
建立交直流混合微电网动态经济调度模型；
将交直流混合微电网中节点进行分层，上层为领导层，通过自身反馈环节进行数据更新，下层为跟踪层，通过接收领导层发送过来的信息进行自我数据更新，构建双层一致性算法；
基于交直流混合微电网网架拓扑，结合发电单元的出力约束，构建考虑约束条件下的双层一致性算法，利用双层一致性算法对每个节点进行控制。


2.根据权利要求1所述的一种交直流混合微电网经济调度方法，其特征在于：所述交直流混合微电网动态经济调度模型的建立过程包括：
以微电网日发电成本最小为目标建立目标函数；
确定交直流混合微电网各个单元的运行约束与供需平衡约束条件；
建立单时段分布式经济调度模型，应用拉格朗日乘子法对单时段分布式经济调度模型进行处理，整合运行成本系数，得到运行成本系数的统一形式。


3.根据权利要求2所述的一种交直流混联微电网分布式动态经济调度方法，其特征在于：所述目标函数为：



其中：T为日调度周期内的时间段数，STG为传统发电机组单元集合，SWT为风力发电机组单元集合，SSL为光伏发电机组单元集合；PTG,i(t)、PWT,j(t)、PSL,k(t)分别为传统发电机组i、风机单元j、光伏单元k在t时刻的有功输出功率；Ci(PTG,i(t))、Cj(PWT,j(t))、Ck(PSL,k(t))分别为集合的发电成本函数。


4.根据权利要求2所述的一种交直流混合微电网经济调度方法，其特征在于：所述供需平衡约束条件为有功供需平衡约束条件，所述运行约束包括：传统发电机组运行约束、风机光伏出力约束和交直流联络线约束。


5.根据权利要求2所述的一种交直流混联微电网分布式动态经济调度方法，其特征在于：应用拉格朗日乘子法对单时段分布式经济调度模型进行处理过程为：令λ表示拉格朗日乘子，不考虑不等式约束条件下，原优化问题转化为：



其中，PDM,s为负荷单元对应的负荷需求值，SDM为交直流混联微电网内所有负荷单元的集合；
应用Karush-Kuhn-Tucker一阶最优性条件，对决策量和拉...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴峰，蒋科，宗炫君，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32