[发明专利]一种多微电网系统优化控制方法

说明书

本发明公开了一种多微电网系统优化控制方法，基于塔穆拉三级分解协调思想的递阶预测控制能量优化管理方法，由于多微电网中微电网间存在能量流动和相互关联，这使得能量管理优化问题具有很大的复杂度。为了进一步降低优化过程的计算负担，本发明引入塔穆拉分解协调思想。通过对大系统进行时空双重分解将大规模参数优化问题分解为相互独立的各时间点上的小规模参数优化问题，在每一个控制时刻，引入塔穆拉三级分解协调思想设计递阶预测控制器，实现优化时域内的性能指标最优，并且随着时间推移，反复进行基于预测控制思想的滚动优化，可以取得理想的控制效果。

技术领域

本发明涉及多微电网系统能量优化管理的技术领域，尤其涉及一种基于塔穆拉分解协调思想的多微电网系统优化控制方法。

背景技术

微电网是由多种分布式电源、储能单元、能量转换装置、负荷以及控制、保护装置构成的系统单位。微电网是一个小型的发配用电系统，适合给分布式电源“即插即用”提供良好的接入平台。微电网能够与大电网并网运行，作为大电网的延续和增补；也能够处于离网模式运行，保证电力系统的稳定性和可靠性。不同区域之间的微电网通过相互交换信息和能量形成互联系统。

随着多微电网技术的逐渐发展和日益成熟，多微电网的建设日益增多，多微电网的优化配置成为多微电网规划、设计以及建设的核心问题之一。对多微电网进行合理的优化配置是保证多微电网经济可靠运行的关键因素之一，能够直接影响到多微电网内各分布式电源的利用效率，从而改善供电可靠性和电能质量。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明解决的技术问题是：考虑多微电网中微电网间由于存在能量流动和相互关联，其能量管理优化问题具有较高的复杂度，提出一种基于塔穆拉分解协调思想的多微电网系统优化控制方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种多微电网系统优化控制方法，包括描述优化问题，建立多微电网系统模型；利用对偶分解方法将所述多微电网系统模型分解成多个动态关联的子系统；利用塔穆拉三级分解协调方法，并引入拉格朗日协调因子将多微电网系统的能量管理优化问题转化为针对每个所述子系统的优化子问题，实现空间上的分解；对每个所述子问题引入动态约束，将所述子问题转化为对偶的无约束优化问题，并分散求解，实现时间上的分解；将所述塔穆拉分解协调方法与预测控制的滚动优化方法综合；利用梯度迭代算法进行协调，得到最优解。

作为本发明所述的多微电网系统优化控制方法的一种优选方案，其中：所述多微电网系统的优化问题描述如下式，

其中，为微电网i(i＝1,2,…,N)在k时刻用户负荷的需求用电量；u_i(k)为微电网i(i＝1,2,…,N)在k时刻可控的传统能源供电，即系统控制量；x_i(k)为微电网在k时刻对全网全部能源发电量进行调度分配至第i(i＝1,2,…,N)个电网的电量；Q与R分别是状态和输入的权矩阵。

作为本发明所述的多微电网系统优化控制方法的一种优选方案，其中：将所述多微电网系统模型分解成N个相互动态关联的子系统，如下式，

所述子系统之间的关联方程如下：

其中，为微电网i在k时刻新能源的供电量局部变量，v_i(k)表示子电网系统i受其它子电网j(j≠i)影响的动态关联项。