[发明专利]并网型微电网中多储能单元的分布式协同控制方法

说明书

本发明公开了一种并网型微电网中多储能单元的分布式协同控制方法，采用分布式控制方法协调多个储能单元的充放电行为，抑制微电网与配电网之间公共耦合点处的有功功率波动。首先，将各储能单元抽象成二阶多智能体系统模型；然后，利用分布式协调控制方法设计出各储能单元的控制算法。本发明所公开的并网型微电网多储能单元分布式协调控制方法，可以使得各个储能单元具有相同的充电状态和功率输出比率，从而达到公平利用各储能单元和防止储能单元不均衡老化的目的。另外，这种分布式协同控制方法还可以为微电网控制中心节约通信和计算资源，并且具有较好的鲁棒性、自适应性和可扩展性。

技术领域

本发明涉及一种并网型微电网中多储能单元的分布式协同控制方法，属于电力系统控制与调度技术领域。

背景技术

微电网系统控制问题已成为电力工业界关注的热点。微电网中分布式电源(如光伏、风电等)、负荷的波动性给电力系统安全经济运行带来诸多隐患。例如，由于分布式电源和负荷的不稳定，在微电网与配电网之间的公共耦合点处的功率会产生较大的波动，从而给大电网带来额外的功率平衡负担。

近年来，随着储能技术的快速发展，储能设备在微电网中已经得到广泛应用。对于储能单元而言，如何通过有效的控制手段使得储能设备经济高效地运行至关重要。在控制模式方面，由于微电网中分布式资源容量小、数量多、地域分散，若采用传统的集中控制模式，则难以在有限的通信和计算资源条件下实现预期的控制目标和控制性能。因此，微电网控制还需采用新的控制模式。

对于并网型微电网而言，储能设备的控制须结合微电网实际需求制定合理的控制目标，采用适用于微电网分布式资源特点的控制结构和控制算法，实现储能设备经济高效利用，从而保证微电网安全稳定运行。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种并网型微电网中多储能单元的分布式协同控制方法，该方法可以使得各个储能单元具有相同的充电状态和功率输出比率，从而达到公平利用各储能单元和防止储能单元不均衡老化的目的。另外，这种方法还可以为微电网控制中心节约通信和计算资源，并且具有较好的鲁棒性、自适应性和可扩展性。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种并网型微电网中多储能单元的分布式协同控制方法，包括以下步骤：

步骤1，为了公平合理地利用多个储能单元以及避免多个储能单元不均匀老化问题，制定多个储能单元具有相同的充电状态和功率输出率的控制目标；

步骤2，为了平抑微电网与配电网之间公共耦合点处的有功功率波动，减少微电网给电力系统带来的额外调节负担，制定微电网总有功功率跟踪上级调度部门给定参考功率的控制目标；

步骤3，为实现步骤1中的控制目标，将多储能单元的充电状态和功率输出率描述成一个二阶的多智能体数学模型；

步骤4，为实现步骤2中的控制目标，在微电网控制中心设计一个二阶动态数学模型作为虚拟领导者模型，用于产生各储能单元充电状态和功率输出率的参考值；

步骤5，根据步骤3中的多智能体数学模型，采用基于变结构控制的分布式控制方法，给每个储能单元设计分布式协同控制算法，以实现步骤1和2中所制定的两个控制目标。

作为本发明的进一步技术方案，步骤1中将多个储能单元具有相同的充电状态和功率输出率的控制目标表示为：

s₁＝s₂＝…＝s_n＝s₀

p₁＝p₂＝…＝p_n＝p₀