[发明专利]一种配电网分布式储能模型预测控制方法

说明书

本发明提供一种配电网分布式储能模型预测控制方法，包括：构造分布式储能的日前经济优化调度模型并求解，获取分布式储能的日前经济运行计划曲线；基于滚动优化和反馈校正的模型预测控制原理，将模型等效转换为二次规划问题，求解获取分布式储能的日内滚动控制指令序列；下发当前时刻向后一个控制周期的分布式储能控制指令值，采样实时分布式储能SOC及节点电压状态，更新可再生能源和负荷超短期预测功率值进行反馈修正，并重复优化过程进行时域滚动，直至一天内的最后控制时刻达到。本发明兼顾经济性和鲁棒性，在充分量化评估分布式储能不同运行方式下的使用寿命的基础上，更合理的制定分布式储能的运行计划。

技术领域

本发明属于配电技术领域，具体涉及一种配电网分布式储能模型预测控制方法。

背景技术

随着各类型分布式能源补贴政策的推广实施，配电网中分布式能源的接入将迎来新一轮的快速增长期，在可再生能源资源丰富的局部地区，分布式可再生能源渗透率甚至将达到并超过80％，这对于配电网的安全、稳定运行带来新的严峻挑战。分布式储能(DESS)具有接入灵活、占地面积小、局域支撑能力强等特点，对于提升高渗透分布式可再生能源在配电网中的接纳能力，加速推进构建以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。然而，由于现阶段储能装置的成本仍较高，且使用寿命较短，为了保障分布式储能在配电网中的合理高效利用，提升系统整体技术经济性，合理的分布式储能运行方案设计必不可少。

目前，针对配电网中分布式储能的运行控制的研究主要聚焦在平抑可再生能源波动，改善配电网电能质量，提升配电网运行经济性等方面。在平抑可再生能源波动、改善局域配电网电能质量等方面，传统研究思路主要通过双层控制策略、分布式模型预测控制、一致性算法等实现；在提升配电网运行经济性方面，主要通过挖掘多场景、鲁棒优化调度以及源-储-网协调优化调度等方法实现。以上这些方法虽然在一定程度上满足了目标要求，但是往往只适用于小范围的对分布式储能长时间尺度上进行单目标的优化控制，在广域范围内、网络架构约束下对储能运行的经济性和降损能力等考虑不足，难以保障运行的最优合理性。因此为了提升系统运行的经济性，同时尽量平抑短时源荷功率波动所导致的电压波动及越限现象，确保系统运行鲁棒性，迫切需要一种考虑超前优化调度、深度感知节点电压及储能荷点状态兼顾经济性和鲁棒性分布式储能协调控制方法。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种配电网分布式储能模型预测控制(ModelPredictive Control，MPC)方法，更合理的制定分布式储能的日前经济运行基准计划。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种配电网分布式储能模型预测控制方法，包括以下步骤：

(1)基于可再生能源及负荷功率的日前功率预测值，同时考虑储能使用寿命及电网分时电价，以整体配电网系统的运行成本最小化为目标，构造分布式储能的日前经济优化调度模型并求解，获取分布式储能的日前经济运行计划曲线；

(2)综合考虑分布式储能的运行经济性目标和参与配电网电压控制的鲁棒性目标，采用统一建模方式构建分布式储能日内运行控制的状态空间模型，并基于滚动优化和反馈校正的模型预测控制原理，将模型等效转换为二次规划问题，求解获取分布式储能的日内滚动控制指令序列；

(3)下发当前时刻向后一个控制周期的分布式储能控制指令值，采样实时分布式储能荷电状态及节点电压状态，更新可再生能源和负荷超短期预测功率值进行反馈修正，并重复步骤(2)的滚动优化过程进行时域滚动，直至一天内的最后控制时刻达到。

进一步地，所述步骤(1)包括：

步骤(1-1)：基于可再生能源及负荷功率的日前预测值，同时考虑储能使用寿命及电网分时电价，以整体配电网系统的运行成本最小化为目标，构造分布式储能的日前经济优化调度模型：

1)构建目标函数为：