一種實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法，該控制方法在考慮儲(chǔ)能可控時(shí)段、功率限值以及容量等約束的基礎(chǔ)上，運(yùn)用客戶端以及控制中心的雙層控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)能的負(fù)荷跟蹤。采用該控制方法可提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)能的分布式控制，適用于大規(guī)模分散的儲(chǔ)能控制或信息通信資源有限的場合。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法，屬于能源管理

技術(shù)介紹
傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電能無法大規(guī)模高效率存儲(chǔ)，電力的產(chǎn)生與消費(fèi)需實(shí)時(shí)平衡。隨著儲(chǔ)能技術(shù)不斷發(fā)展成熟，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的應(yīng)用日益受到廣泛重視。儲(chǔ)能設(shè)備可以在削峰填谷、平抑負(fù)荷或者新能源出力波動(dòng)、調(diào)節(jié)頻率等方面發(fā)揮重要作用，在需求側(cè)響應(yīng)、主動(dòng)配電網(wǎng)等領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力。儲(chǔ)能按規(guī)模與組合形式可劃分為集中式儲(chǔ)能與分布式儲(chǔ)能兩類。分布式儲(chǔ)能可應(yīng)用于微電網(wǎng)中，與分布式電源、主動(dòng)負(fù)荷等形成配合，實(shí)現(xiàn)需求側(cè)響應(yīng)；且可應(yīng)用于家庭能源存儲(chǔ)與管理，例如特斯拉公司推出的家用能源儲(chǔ)存產(chǎn)品Powerwall，日產(chǎn)公司推出的新型家用能源儲(chǔ)存平臺xStorage等。而插電式電動(dòng)汽車也可認(rèn)為是分布式儲(chǔ)能的一種。在未來微電網(wǎng)、家用儲(chǔ)能、電動(dòng)汽車等大規(guī)模普及的情景下，大規(guī)模分布式儲(chǔ)能作為一種可控性極佳的可調(diào)度資源，合理對其進(jìn)行調(diào)控，可以大幅提升電網(wǎng)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，傳統(tǒng)意義上的負(fù)荷跟蹤是指出于安全或經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的目的，調(diào)控發(fā)電機(jī)組出力跟蹤設(shè)定的目標(biāo)負(fù)荷(也可認(rèn)為是計(jì)劃出力)曲線。如果可以聯(lián)合協(xié)調(diào)大規(guī)模分布式儲(chǔ)能的充放電計(jì)劃實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤，同樣可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。目前利用分布式儲(chǔ)能進(jìn)行負(fù)荷跟蹤尚處于探索階段，由于分布式儲(chǔ)能存在單體規(guī)模小、數(shù)量大、分布分散等特點(diǎn)，若采用傳統(tǒng)的集中式控制手段可能會(huì)帶來較重的存儲(chǔ)、計(jì)算與通信負(fù)擔(dān)，不適用于大規(guī)模分布式儲(chǔ)能的聯(lián)合協(xié)調(diào)控制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法，該方法在考慮儲(chǔ)能可控時(shí)段、功率限值以及容量等約束的基礎(chǔ)上，運(yùn)用客戶端以及控制中心的雙層控制結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)能的負(fù)荷跟蹤。為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案是：一種實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法，包括如下步驟：1)各客戶端分別從用戶側(cè)獲取儲(chǔ)能基本信息及用戶設(shè)定信息；2)各客戶端計(jì)算儲(chǔ)能初始充放電計(jì)劃，且判斷初始充放電計(jì)劃是否滿足儲(chǔ)能功率約束，若是，則進(jìn)入步驟3)；若否，則返回步驟1)；3)控制中心獲取負(fù)荷跟蹤目標(biāo)Gt，并統(tǒng)計(jì)當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃Tt，并判斷當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃是否達(dá)到迭代終止條件，若是，則進(jìn)入步驟5)；若否，進(jìn)入步驟4)；4)控制中心計(jì)算控制信號，并發(fā)布給各客戶端；各客戶端結(jié)合控制信號求解優(yōu)化問題，優(yōu)化問題最優(yōu)解即為更新的儲(chǔ)能充放電計(jì)劃；5)控制中心停止迭代，各儲(chǔ)能按當(dāng)前充放電計(jì)劃作為最終充放電計(jì)劃進(jìn)行充放電。具體的，步驟1)中，所獲取的儲(chǔ)能基本信息包括儲(chǔ)能最大容量Emax、儲(chǔ)能容量下限Emin、最大充電功率Pin、最大放電功率Pout與控制時(shí)間間隔Δt。具體的，步驟1)中，所獲取的用戶設(shè)定信息包括儲(chǔ)能控制時(shí)段[tstart,tend]、儲(chǔ)能起始能量Estart與儲(chǔ)能期望終止能量Eend，若起始時(shí)刻tstart為當(dāng)前時(shí)刻，則儲(chǔ)能起始能量Estart無需設(shè)定，即為儲(chǔ)能當(dāng)前能量。具體的，步驟2)的具體操作如下：21)客戶端根據(jù)儲(chǔ)能起始能量Estart與儲(chǔ)能期望終止能量Eend計(jì)算初始充放電計(jì)劃Pini： P i n i = E e n d - E s t a r t t e n d - t s t a r t ; ]]>22)判斷Pini與Pin、-Pout間的大小關(guān)系，如果Pini＞Pin，提示用戶設(shè)定有誤，建議增加儲(chǔ)能起始能量Estart、減少儲(chǔ)能期望終止能量Eend或延長儲(chǔ)能控制時(shí)段，并返回步驟1)；如果Pini＜-Pout，提示用戶設(shè)定有誤，建議減少儲(chǔ)能起始能量Estart、增加儲(chǔ)能期望終止能量Eend或延長儲(chǔ)能控制時(shí)段，并返回步驟1)；如果Pin≥Pini≥-Pout，以為儲(chǔ)能的初始充放電計(jì)劃，其中，t∈[tstart,tend]，進(jìn)入步驟3)。具體的，步驟3)的具體操作如下：31)控制中心從上層調(diào)度機(jī)構(gòu)獲取分布式儲(chǔ)能的負(fù)荷跟蹤目標(biāo)為Gt；收集各客戶端統(tǒng)計(jì)的當(dāng)前儲(chǔ)能充放電計(jì)劃其中n為儲(chǔ)能客戶端編號，k為當(dāng)前迭代次數(shù)；計(jì)算當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃其中N為儲(chǔ)能總數(shù)量；設(shè)定最大迭代次數(shù)kmax以及收斂閾值ε；32)設(shè)定迭代終止條件，所設(shè)定的迭代終止條件包括迭代終止條件Ⅰ和迭代終止條件Ⅱ；其中，設(shè)定迭代終止條件Ⅰ為：當(dāng)前迭代次數(shù)大于等于最大迭代次數(shù)，即k≥kmax；設(shè)定迭代終止條件Ⅱ?yàn)椋寒?dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃與負(fù)荷跟蹤目標(biāo)間歐氏距離小于等于設(shè)定閾值，即如果迭代終止條件Ⅰ和迭代終止條件Ⅱ中的任一迭代終止條件達(dá)到，則終止迭代，轉(zhuǎn)向步驟5)；如果兩個(gè)迭代終止條件均未滿足，轉(zhuǎn)向步驟4)。具體的，步驟4)的具體操作如下：41)控制中心計(jì)算控制信號發(fā)布控制信號至各客戶端，42)客戶端以pt為優(yōu)化變量，結(jié)合步驟41)中給出的控制信號，建立最小化目標(biāo)函數(shù)， min Σ t = t s t a r t t e n d ( p t 2 + 2 ( s t k - p t , n k ) p t ) ; ]]>其約束條件：Pin≥Pt≥-Pout；而后在如下約束條件下： E 本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：1)各客戶端分別從用戶側(cè)獲取儲(chǔ)能基本信息及用戶設(shè)定信息；2)各客戶端計(jì)算儲(chǔ)能初始充放電計(jì)劃，且判斷初始充放電計(jì)劃是否滿足儲(chǔ)能功率約束，若是，則進(jìn)入步驟3)；若否，則返回步驟1)；3)控制中心獲取負(fù)荷跟蹤目標(biāo)Gt，并統(tǒng)計(jì)當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃Tt，并判斷當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃是否達(dá)到迭代終止條件，若是，則進(jìn)入步驟5)；若否，進(jìn)入步驟4)；4)控制中心計(jì)算控制信號，并發(fā)布給各客戶端；各客戶端結(jié)合控制信號求解優(yōu)化問題，優(yōu)化問題最優(yōu)解即為更新的儲(chǔ)能充放電計(jì)劃；5)控制中心停止迭代，各儲(chǔ)能按當(dāng)前充放電計(jì)劃作為最終充放電計(jì)劃進(jìn)行充放電。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，包括如下步驟：1)各客戶端分別從用戶側(cè)獲取儲(chǔ)能基本信息及用戶設(shè)定信息；2)各客戶端計(jì)算儲(chǔ)能初始充放電計(jì)劃，且判斷初始充放電計(jì)劃是否滿足儲(chǔ)能功率約束，若是，則進(jìn)入步驟3)；若否，則返回步驟1)；3)控制中心獲取負(fù)荷跟蹤目標(biāo)Gt，并統(tǒng)計(jì)當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃Tt，并判斷當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃是否達(dá)到迭代終止條件，若是，則進(jìn)入步驟5)；若否，進(jìn)入步驟4)；4)控制中心計(jì)算控制信號，并發(fā)布給各客戶端；各客戶端結(jié)合控制信號求解優(yōu)化問題，優(yōu)化問題最優(yōu)解即為更新的儲(chǔ)能充放電計(jì)劃；5)控制中心停止迭代，各儲(chǔ)能按當(dāng)前充放電計(jì)劃作為最終充放電計(jì)劃進(jìn)行充放電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)負(fù)荷跟蹤的分布式儲(chǔ)能聯(lián)合協(xié)調(diào)控制方法，其特征在于，步驟1)中，所獲取的儲(chǔ)能基本信息包括儲(chǔ)能最大容量Emax、儲(chǔ)能容量下限Emin、最大充電功率Pin、最大放電功率Pout與控制時(shí)間間隔Δt。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，步驟1)中，所獲取的用戶設(shè)定信息包括儲(chǔ)能控制時(shí)段[tstart,tend]、儲(chǔ)能起始能量Estart與儲(chǔ)能期望終止能量Eend，若起始時(shí)刻tstart為當(dāng)前時(shí)刻，則儲(chǔ)能起始能量Estart無需設(shè)定，即為儲(chǔ)能當(dāng)前能量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，步驟2)的具體操作如下：21)客戶端根據(jù)儲(chǔ)能起始能量Estart與儲(chǔ)能期望終止能量Eend計(jì)算初始充放電計(jì)劃Pini： P i n i = E e n d - E s t a r t t e n d - t s t a r t ; ]]>22)判斷Pini與Pin、-Pout間的大小關(guān)系，如果Pini＞Pin，提示用戶設(shè)定有誤，建議增加儲(chǔ)能起始能量Estart、減少儲(chǔ)能期望終止能量Eend或延長儲(chǔ)能控制時(shí)段，并返回步驟1)；如果Pini＜-Pout，提示用戶設(shè)定有誤，建議減少儲(chǔ)能起始能量Estart、增加儲(chǔ)能期望終止能量Eend或延長儲(chǔ)能控制時(shí)段，并返回步驟1)；如果Pin≥Pini≥-Pout，以為儲(chǔ)能的初始充放電計(jì)劃，其中，t∈[tstart,tend]，進(jìn)入步驟3)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于，步驟3)的具體操作如下：31)控制中心從上層調(diào)度機(jī)構(gòu)獲取分布式儲(chǔ)能的負(fù)荷跟蹤目標(biāo)為Gt；收集各客戶端統(tǒng)計(jì)的當(dāng)前儲(chǔ)能充放電計(jì)劃其中n為儲(chǔ)能客戶端編號，k為當(dāng)前迭代次數(shù)；計(jì)算當(dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃其中N為儲(chǔ)能總數(shù)量；設(shè)定最大迭代次數(shù)kmax以及收斂閾值ε；32)設(shè)定迭代終止條件，所設(shè)定的迭代終止條件包括迭代終止條件Ⅰ和迭代終止條件Ⅱ；其中，設(shè)定迭代終止條件Ⅰ為：當(dāng)前迭代次數(shù)大于等于最大迭代次數(shù)，即k≥kmax；設(shè)定迭代終止條件Ⅱ?yàn)椋寒?dāng)前儲(chǔ)能總充放電計(jì)劃與負(fù)荷跟蹤目標(biāo)間歐氏距離小于等于設(shè)定閾值，即如果迭代終止條件Ⅰ和迭代終止條件Ⅱ中的任一迭代終止條件達(dá)到，則終止迭代，轉(zhuǎn)向步驟5)；如果兩個(gè)迭代終止條件均未滿足，轉(zhuǎn)向步驟4)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的控制方法，其特征在于，步驟4)的具體操作如下：41)控制中心計(jì)算控制信號發(fā)布控制信號至各客戶端，42)客戶端以pt為優(yōu)化變量，結(jié)合步驟41)中給出的控制信號，建立最小化目標(biāo)函數(shù)， min Σ t = t s t a r t t e n d ...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李明軒，
申請(專利權(quán))人：李明軒，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32