本發(fā)明涉及異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制領(lǐng)域，具體為一種面向需求側(cè)響應(yīng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制方法。

背景技術(shù)：

1、近年來，隨著可再生能源的飛速發(fā)展，其環(huán)保以及可持續(xù)性的優(yōu)點(diǎn)受到了城市配電網(wǎng)的青睞，越來越多的配電網(wǎng)中加入了數(shù)量可觀的可再生能源。然而，由于可再生能源的高滲透率以及不穩(wěn)定性會加劇配電網(wǎng)的功率波動，由此，設(shè)計出合理的儲能系統(tǒng)對于電網(wǎng)功率平衡是很有必要的。以往的研究表明，在電網(wǎng)中增加儲能電池可以很好緩解可再生能源對電網(wǎng)造成的負(fù)面作用，這些儲能電池能夠根據(jù)電網(wǎng)功率供需對功率進(jìn)行人為調(diào)節(jié)，通過操作員指令可以對配電網(wǎng)輸入或輸出電力從而有效降低電網(wǎng)功率波動。另一方面，電網(wǎng)中存在的諸多柔性負(fù)載也可以根據(jù)電力需求調(diào)整自身能量消耗，在用電高峰減少自身功率需求，電力低谷增加自身功率需求，從而有效平衡電網(wǎng)功率。此外，一些具有蓄熱能力的建筑也可以作為一種特殊的儲能設(shè)施加入配電網(wǎng)運(yùn)行。這些不同種類的電池、柔性負(fù)載以及建筑共同組成了電網(wǎng)中的異質(zhì)儲能系統(tǒng)。對異質(zhì)儲能系統(tǒng)進(jìn)行合理的控制可以有效改善電網(wǎng)功率波動，增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性以及安全性。

2、值得注意的是，傳統(tǒng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)集中式控制需要依賴一個能夠獲取全局信息的集中控制中心，這個中心不僅構(gòu)建成本高，且容錯率低，當(dāng)集中控制中心出現(xiàn)故障，整個異質(zhì)儲能系統(tǒng)便會癱瘓，同時，隨著異質(zhì)儲能系統(tǒng)的發(fā)展，異質(zhì)儲能系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，傳統(tǒng)的集中式控制方法已經(jīng)無法滿足異質(zhì)儲能系統(tǒng)工作需求，另一方面，各儲能電池和柔性負(fù)載由于自身工作參數(shù)等原因，在傳統(tǒng)的功率調(diào)控方法下，可能會出現(xiàn)過充過放等問題，這些問題極大地縮減了這些儲能電池和柔性負(fù)載的使用壽命，且造成配電網(wǎng)中電壓異常以及能源浪費(fèi)等一系列問題。在此基礎(chǔ)上，異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制便應(yīng)運(yùn)而生，這種分布式控制方法相比傳統(tǒng)集中式方法不需要集中控制中心，具有更加靈活，容錯率高，高效率的優(yōu)勢，能夠有效降低異質(zhì)儲能系統(tǒng)運(yùn)營成本，提升對電力資源調(diào)度效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供基于一種面向需求側(cè)響應(yīng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種面向需求側(cè)響應(yīng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制方法，方法包括：

4、s100、根據(jù)電氣特性對異質(zhì)儲能系統(tǒng)各設(shè)備單元進(jìn)行分簇；設(shè)置各簇數(shù)量、鄰接矩陣和領(lǐng)導(dǎo)者矩陣；

5、s200、設(shè)置異質(zhì)儲能系統(tǒng)參數(shù)和特征系數(shù)；

6、s300、初始化各簇內(nèi)跟隨者智能體參數(shù)以及狀態(tài)；

7、s400、設(shè)置各簇領(lǐng)導(dǎo)者智能體參數(shù)；

8、s500、系統(tǒng)操作員給定目標(biāo)功率，領(lǐng)導(dǎo)者智能體判斷目標(biāo)功率符號；

9、s600、設(shè)置控制參數(shù)；

10、s700、各簇內(nèi)各智能體對設(shè)備單元功率進(jìn)行調(diào)控，同時各智能體更新自身狀態(tài)；

11、s800、經(jīng)過一定時間迭代，完成目標(biāo)功率調(diào)控任務(wù)。

12、優(yōu)選地，s100，包括：

13、s101、按照異質(zhì)儲能系統(tǒng)各設(shè)備單元電氣特性將其分為三個同質(zhì)簇，分別為：電池簇，柔性負(fù)載簇和建筑群；

14、s102、將各異質(zhì)儲能系統(tǒng)設(shè)備單元均配備一個智能體，該智能體可以監(jiān)控和調(diào)節(jié)異質(zhì)儲能系統(tǒng)單元的狀態(tài)并執(zhí)行通信功能，以上智能體作為跟隨者智能體；

15、s103、每個簇設(shè)置一個領(lǐng)導(dǎo)者智能體，負(fù)責(zé)收集跟隨者智能體狀態(tài)和調(diào)控自身狀態(tài)并執(zhí)行通信功能；

16、s104、設(shè)置儲能電池數(shù)量n1，柔性負(fù)載數(shù)量n2以及建筑數(shù)量n3；

17、s105、根據(jù)各簇內(nèi)通信拓?fù)?，設(shè)置各簇內(nèi)智能體鄰接矩陣a＝[aij]，若第i個智能體與第j個智能體間有通信連接，則aij＝1，否則aij＝0；設(shè)置領(lǐng)導(dǎo)者矩陣b＝diag{ai0}，若第i個智能體能從領(lǐng)導(dǎo)者智能體處獲得信息，則ai0＝1，否則ai0＝0。

18、優(yōu)選地，s200、設(shè)置異質(zhì)儲能系統(tǒng)參數(shù)和特征系數(shù)，包括：

19、設(shè)置異質(zhì)儲能系統(tǒng)參數(shù)和特征系數(shù)，

20、其中，分別為第i1個儲能電池的容量和庫倫效率，為第i1個儲能電池工作電壓；分別為第i1個儲能電池的輸入最大功率和輸出最大功率，其特征系數(shù)為為第i2個為柔性負(fù)載容量；為其最大工作功率，其特征系數(shù)為和分別為第i3個建筑的容量和其庫倫效率，為第i3個建筑的最大工作功率，其特征系數(shù)為是第i3個建筑室內(nèi)溫度差，其中分別為第i3個建筑室內(nèi)設(shè)置最高溫度和最低溫度。

21、優(yōu)選地，s300、初始化各簇內(nèi)跟隨者智能體參數(shù)以及狀態(tài)，包括：

22、s301、獲取電池簇智能體狀態(tài)其中和分別表示第i1個儲能電池的荷電狀態(tài)和功率，則設(shè)置初始狀態(tài)其中為儲能電池初始荷電狀態(tài)；

23、s302、獲取柔性負(fù)載智能體狀態(tài)其中和分別為第i2個柔性負(fù)載的能量狀態(tài)和功率，設(shè)置初始狀態(tài)其中為第i2各柔性負(fù)載初始能量狀態(tài)；

24、s303、獲取建筑群智能體初始狀態(tài)其中

25、和分別為第i3個建筑的溫度狀態(tài)和功率，設(shè)置初始時刻其中為第i3個建筑初始能量狀態(tài)。

26、優(yōu)選地，s400、設(shè)置各簇領(lǐng)導(dǎo)者智能體參數(shù)，包括：

27、設(shè)置各簇領(lǐng)導(dǎo)者智能體控制增益kbess，kfl，kbbess；

28、其中，kbess，kfl，kbbess均為大于0的常數(shù)；

29、初始化領(lǐng)導(dǎo)者智能體狀態(tài)為與其通信的第一個跟隨者智能體的狀態(tài)；

30、其中電池簇領(lǐng)導(dǎo)者智能體初始狀態(tài)為：柔性負(fù)載簇領(lǐng)導(dǎo)者智能體初始狀態(tài)為：建筑群領(lǐng)導(dǎo)者初始狀態(tài)為：

31、優(yōu)選地，s500、系統(tǒng)操作員給定目標(biāo)功率，領(lǐng)導(dǎo)者智能體判斷目標(biāo)功率符號，包括：

32、系統(tǒng)操作員給定目標(biāo)功率pt，領(lǐng)導(dǎo)者智能體判斷目標(biāo)功率符號，若pt＞0，則表示異質(zhì)儲能系統(tǒng)處于充電狀態(tài)，此時各領(lǐng)導(dǎo)者智能體按照各簇調(diào)節(jié)能力對目標(biāo)功率進(jìn)行分配；若pt＜0，則表示異質(zhì)儲能系統(tǒng)處于放電狀態(tài)，此時只有電池簇參與工作，即其中分別為電池簇、柔性負(fù)載和建筑群的總目標(biāo)功率；

33、其中，所述各領(lǐng)導(dǎo)者智能體按照各簇調(diào)節(jié)能力對目標(biāo)功率進(jìn)行分配，該策略為：

34、

35、

36、其中分別為各簇分配總目標(biāo)功率，z為各異質(zhì)儲能系統(tǒng)調(diào)節(jié)容量，

37、其中為第i1個電池儲能最大荷電狀態(tài)；

38、其中為第i2個柔性負(fù)載最大能量狀態(tài)；

39、其中第i3個建筑最大溫度狀態(tài)。

40、優(yōu)選地，s600、設(shè)置控制參數(shù)，包括：

41、設(shè)置控制參數(shù)α1，β1，γ1，α2，β2，γ2，α3，β3，γ3；

42、s601、所述α1，β1，γ1；其中mbess＝lbess+bbess，lbess為電池簇跟隨者智能體拉普拉斯矩陣，bbess為電池簇領(lǐng)導(dǎo)者矩陣，λmin(mbess)為矩陣mbess最小特征值；

43、s602、所述α2，β2，γ2；其中mfl＝lfl+bfl，lfl為柔性負(fù)載跟隨者拉普拉斯矩陣，bfl為柔性負(fù)載領(lǐng)導(dǎo)者矩陣，λmin(mfl)為矩陣mfl最小特征值；

44、s603、所述α3，β3，γ3；其中mbbess＝lbbess+bbbess，lbbess為建筑群跟隨者智能體拉普拉斯矩陣，bbbess為建筑群領(lǐng)導(dǎo)者矩陣，λmin(mbbess)為矩陣mbbess最小特征值。

45、優(yōu)選地，s700、各簇內(nèi)各智能體對設(shè)備單元功率進(jìn)行調(diào)控，同時各智能體更新自身狀態(tài)，包括：

46、s701、獲取s500中得到的電池簇、柔性負(fù)載簇以及建筑群的總目標(biāo)功率，在簇內(nèi)各設(shè)備單元的智能體根據(jù)算法更新自身狀態(tài)并調(diào)控設(shè)備單元功率，設(shè)置第i1個儲能電池功率第i2個柔性負(fù)載功率為第i3個建筑功率為

47、

48、s702、各簇領(lǐng)導(dǎo)者智能體根據(jù)算法更新自身狀態(tài)：

49、a1、電池簇領(lǐng)導(dǎo)者智能體狀態(tài)更新規(guī)則為：

50、其中可由電池簇各設(shè)備單元智能體直接測量；

51、電池簇跟隨者智能體功率調(diào)控算法為：

52、

53、a2、柔性負(fù)載領(lǐng)導(dǎo)者智能體狀態(tài)更新規(guī)則為：其中，可由柔性負(fù)載簇各設(shè)備單元智能體直接測量；

54、柔性負(fù)載跟隨者智能體功率調(diào)控算法為：

55、

56、a3、建筑群領(lǐng)導(dǎo)者智能體更新規(guī)則為

57、其中可由建筑群各智能體直接測量；

58、建筑群跟隨者智能體功率調(diào)控算法為：

59、

60、優(yōu)選地，s800中的目標(biāo)功率調(diào)控任務(wù)，包括：

61、目標(biāo)功率跟蹤：其中，按特征系數(shù)比例分配功率：

62、設(shè)備單元狀態(tài)平衡：

63、

64、一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)上述的一種面向需求側(cè)響應(yīng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制方法中的步驟；

65、一種計算機(jī)設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運(yùn)行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實(shí)現(xiàn)上述的一種面向需求側(cè)響應(yīng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制方法中的步驟。

66、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：

67、1：本發(fā)明中基于異質(zhì)儲能系統(tǒng)各簇調(diào)節(jié)容量對目標(biāo)功率進(jìn)行分配，避免了各設(shè)備單元的過充過放，實(shí)現(xiàn)更加科學(xué)的功率分配，減少了不必要的能源浪費(fèi)。

68、2：本發(fā)明提出了一種面向需求側(cè)響應(yīng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制方法，實(shí)現(xiàn)了異質(zhì)儲能系統(tǒng)內(nèi)各儲能電池荷電狀態(tài)一致，各柔性負(fù)載能量狀態(tài)一致以及各建筑溫度狀態(tài)一致，進(jìn)一步提升異質(zhì)儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)作能力。

69、3：本發(fā)明提出了一種面向需求側(cè)響應(yīng)的異質(zhì)儲能系統(tǒng)分布式控制方法，采用在各簇內(nèi)按特征系數(shù)比例分配功率，重點(diǎn)考慮設(shè)備單元老化以及自身參數(shù)。這種功率調(diào)控方式提高了異質(zhì)儲能系統(tǒng)穩(wěn)定性，提升了電能質(zhì)量同時改善配電網(wǎng)中的用戶體驗(yàn)。