[发明专利]一种直流微电网的分布式协调控制方法

说明书

本发明涉及一种直流微电网的分布式协调控制方法，包括以下步骤：S1：根据直流微电网系统中的分布式电源，结合供需平衡条件和容量限制，建立系统的总发电成本函数；S2：各发电单元及其智能体控制器获取本地信息，并初始化；S3：采用改进的多智能体一致性算法对发电成本函数求解，获得各单元的成本微增率和输出功率，同时稳定直流母线电压；S4：进行下一时刻的算法迭代，对获得的信息进行处理，最后输出最优功率；S5：利用最优功率对直流微电网进行分布式协调调度控制。与现有技术相比，本发明具有同时实现发电成本最小、有效稳定母线电压且保持功率平衡、可再生能源最大化利用的多目标控制的优点。

技术领域

本发明涉及直流微电网能量协调控制技术领域，尤其是涉及一种直流微电网的分布式协调控制方法。

背景技术

随着大量新能源发电在传统电网中的渗透率不断提高，微电网技术应运而生。微电网技术是一种将分布式电源、负荷、储能装置等有机整合在一起的小型发配电系统。目前对于微电网的研究大多集中在交流微电网，但光伏、风力发电等新能源发电单元产生的电能大部分为直流电，采用直流微电网不仅省去了交直流变换装置，减小成本、降低损耗，并且电网内不存在频率稳定、无功功率等问题，因此，对直流微电网系统的研究正在受到广泛的关注。母线电压是反应系统稳定运行和功率平衡的关键指标。系统内功率不平衡时会引起母线电压的波动，母线电压过高说明系统内有功功率过剩，反之，则系统内功率不足。因此，控制直流母线电压稳定通常是直流微电网的重要目标。

能量管理系统是微电网潮流管理的必要手段，其管理方式主要有基于规划管理和最优化管理。其中最优化管理考虑了系统运行的经济效益，因而在国内外引起广泛的关注。

针对直流微电网的控制方法，主要分为集中式控制与分布式控制。集中式控制采用系统中可控单元统一向中央控制器发送和接收状态指令，对通信网络的稳定性要求较高，并且导致系统运营成本较高，且分布式电源的高渗透率与微电网的可拓展性使得传统的集中式优化协调管理缺乏灵活性与可拓展性。相比较而言，分布式控制适应性更强，更能满足分布式电源即插即用的要求。

多智能体系统作为分布式结构中的一种，具有良好的启发性和自主性，尤其适用于复杂的微网能量管理。在多智能体系统的分布式控制中，最基本的问题即多智能体系统的一致性。多智能体多智能体系统的一致性优化算法能够实现电力系统的分布式优化运行，这种分布式控制结构仅需要获得本地智能体及其邻居智能体的信息，网络通信压力小，满足即插即用。可控电力设备通过通信网络实现信息交互，并通过局部通信网络与其他智能体进行信息交互，实现整个微电网系统的协调优化运行。

在目前针对微网的能量管理策略研究中，大部分研究针对传统交流微电网。在针对直流微电网的研究中，涉及可再生能源利用最大化和发电成本最小化这类经济目标的较少。因此，提出一种能够在直流微电网中实现运行成本最低，并合理分配各单元输出功率，同时能够快速实现母线电压稳定及电网功率平衡的多目标控制策略方法十分有必要。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种直流微电网的分布式协调控制方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种直流微电网的分布式协调控制方法，包括以下步骤：

步骤1：根据直流微电网系统中的分布式电源，结合供需平衡条件和容量限制，建立系统的总发电成本函数模型；

步骤2：各发电单元及其智能体控制器获取本地信息，并初始化；

步骤3：采用改进的多智能体一致性算法对发电成本函数求解，获得各单元的成本微增率和输出功率，同时稳定直流母线电压；

步骤4：进行下一时刻的算法迭代，对获得的信息进行处理，最后输出最优功率；

进一步地，所述步骤1中的总发电成本函数模型，其描述公式为：