[发明专利]一种基于分布式优化算法的区域能量管理系统及管理方法

权利要求书

1.一种基于分布式优化算法的区域能量管理系统的管理方法，其特征在于，所述基于分布式优化算法的区域能量管理系统包括:上层中央控制器，用于处理整个区域固定时间长度内的能量分配，并将能量分配的相关信息发送给下层子系统；下层各子系统，由多个受控单元构成，用于接收上层中央控制器发送的相关信息后完成各自的控制和优化，所述管理方法包括如下步骤：

S1 每一个时段开始时，上层中央控制器与下层各子系统通信，确定运行状态及运行参数需求；

S2 上层中央控制器构建区域综合优化模型，优化目标为降低区域的总能耗，同时保证各个系统的状态需求及参数需求；

S3 根据步骤S2建立好的系统模型，上层中央控制器求解区域综合优化问题；

S4 上层中央控制器将优化结果传达给相应的下层子系统；

S5 下层各子系统根据上层中央控制器发送的参数，各自在本时段内完成控制及优化；

其中，所述S5中的控制及优化的算法流程如下：

（1）非凸优化问题松弛为凸优化问题：对于稳态目标优化，若其为凸优化问题，则跳过此步骤；若其为非凸优化问题，则需先将问题近似并得到凸化后的问题；

（2）找出凸化前后最优解不变的条件：由于凸化过程扩大了约束集的范围，凸化后问题的最优解不一定是原问题的最优解，因此需要找出凸化前后最优解不变的条件；通过对比凸化后问题的 KKT条件与凸化前问题的 KKT 条件之间的包含关系找出凸化前后最优解不变的条件；

（3）引入辅助变量：在满足最优解不变的条件下，原稳态优化问题的解等价于凸化后优化问题的解，把决策变量用引入的辅助变量替换；

（4）分布式求解：利用原-对偶梯度算法设计分布式算法，并引入辅助动态系统以提高算法；

（5）闭环实现：步骤（4）中得到的分布式算法的更新需要外扰信息，由于外扰信息输入随时间变化且不容易测量，我们把原系统模型整理为关于外扰的函数并带入分布式算法，从而得到了闭环实现。