[发明专利]一种基于分布式发电集群的去中心化电压优化方法

说明书

本发明涉及一种基于分布式发电集群的去中心化电压优化方法，包括：建立分布式发电集群电力网络模型；构建分布式优化算法：基于分布式梯度下降算法，提出改进的分布式梯度算法；对各个集群中枢点进行分布式优化控制；对分布式发电集群内进行电压优化控制。本发明在传统分布式梯度下降法的基础上，提出一种利用相对状态符号的分布式算法，在不降低收敛速度的前提下减少节点间的信息交换，增加对不确定状态的鲁棒性。本发明提出面向多集群的一种去中心化的电压优化控制方法，以分布式一致性算法为基础、以集群经济优化为目标，实现配电网中多个分布式发电集群间的电压协调控制。

技术领域

本发明涉及配电网控制领域，具体涉及一种基于分布式发电集群的去中心化电压优化方法。

背景技术

由于分布式电源的自身特性，其大规模接入配电网，可能对电网的安全运行以及分布式电源发电经济效益造成较大影响，无法达到全社会资源效益最大化。因此，必须对分布式电源进行有效的管控，在降低安全稳定风险的同时，增加分布式电源的经济性。

传统的分布式电源控制模式，采取电网调度对所有分布式电源进行单独控制的方式，对通信要求高，同时经济性差。随着信息、通信、网络技术的发展，针对分布式电源大规模接入后带来的消纳和管理控制问题，国际上提出了分布式电源集群控制方案。集群控制最先应用于大规模的海上风电并网控制中，随后逐渐渗透到光伏电站等其他类型的分布式电源中，降低了分布式电源的发电成本，提高了电网的安全稳定性。因此开展分布式发电集群控制研究，对分布式电源在未来电网中的灵活管控具有积极意义。但目前国内外集群控制大多停留在设计阶段，国内虽然有集群控制工程应用的初步尝试，但都针对大型风电场的控制，对于分布式电源区域集群控制架构的研究尚处于起步阶段。要实现分布式电源区域集群控制，需要解决以下问题：1)分布式电源集群网络模型如何构建；2)怎样对集群间进行协调优化；3)怎样对集群内进行就地自治。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以分布式一致性算法为基础、以集群经济优化为目标，实现配电网中多个分布式发电集群间的电压协调控制的基于分布式发电集群的去中心化电压优化方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于分布式发电集群的去中心化电压优化方法，该方法包括下列顺序的步骤：

(1)建立分布式发电集群电力网络模型；

(2)构建分布式优化算法：基于分布式梯度下降算法，提出改进的分布式梯度算法；

(3)对各个集群中枢点进行分布式优化控制；

(4)对分布式发电集群内进行电压优化控制。

所述步骤(1)中的分布式发电集群电力网络模型包含的参数如下：各分布式电源的地理位置、通信条件、系统支路信息和系统节点信息。

所述步骤(2)具体包括以下步骤：

(2a)分布式梯度下降算法：

传统的分布式优化算法为分布式梯度下降算法，即Distributed GradientDescent，简称DGD，其算法公式如下：

式(1)表示DGD的更新过程，第i个自主体节点收集邻居的信息收集起来，加权之后减去自身的梯度；其中，i、j表示自主体节点编号；N_i表示与自主体节点i相邻的节点集合；k表示离散时间指数；和分别表示自主体节点i第k次和第k+1次迭代的节点信息；表示自主体节点j第k次迭代的节点信息；表示相邻节点间的信息交互；a_ij表示自主体节点i和j之间信息交互的加权系数；表示其自身梯度；ρ^(k)表示梯度系数；

(2b)改进的分布式梯度算法公式如下：