[发明专利]一种分布式能源聚合调控与自主调控协同优化方法及系统

说明书

本发明提供一种分布式能源聚合调控与自主调控协同优化方法及系统，包含设备层，边缘层和云层；设备层将负荷与电源信息上传至边缘层，边缘层训练局部模型上传至云层并接收云层下发的全局模型，同时根据全局模型与局部模型向设备层下发聚合调控与自主调控指令。包括以下步骤：(1)提出区域电网分布式能源调控系统模型；(2)构建分布式光伏总出力成本和供电可靠性联合优化问题；(3)基于一致性算法增强联邦深度强化学习的负荷聚合调控与分布式光伏自主调控两阶段协同优化。本发明提高局部模型的训练和调控优化性能，实现了信息不确定性下的全局决策优化，实现了电网运行的经济性和可靠性的联合优化。

技术领域

本发明属于新型电力系统技术领域，具体涉及一种分布式能源聚合调控与自主调控协同优化方法及系统。

背景技术

随着新型电力系统的建设，大量风力发电机、屋顶光伏、智能家电、电动汽车和充电桩等分布式源荷储能源接入电网，对分布式能源调控提出了更高的要求。分布式能源具有关联复杂、容量小、位置分散等特点，可通过第三方聚合器或电网对其进行聚合调控，也可以通过内部和外部信息的交换实现自主调控。例如，分布式负荷可以聚合成一个大容量的可调控单元，来提供负荷转移和调峰等辅助服务。相应地，分布式光伏可充当智能体，根据可调控负荷量、出力成本以及出力约束自主调控实时功率输出。然而，在对分布式能源进行聚合调控和自主调控时，仍然面临着以下关键挑战。

第一，聚合调控与自主调控相互耦合。一方面，负荷聚合调控直接决定了分布式光伏自主调控的总出力值；另一方面，分布式光伏自主调控的出力值和出力成本也会影响负荷聚合调控优化所需的状态信息、奖励值与局部模型训练。因此，如何解决两者之间的耦合问题，实现聚合调控和自主调控的协同优化仍然是一个亟待解决的问题。

第二，供电可靠性与调控经济性之间的矛盾。一方面，电网调控目标已经从传统的发电成本最小化转向调控经济性最大化；另一方面，供电可靠性是保障民生的重要指标。然而，调控经济性与供电可靠性是一对矛盾的衡量指标。如果过分强调供电可靠性，势必在分布式光伏出力不足的情况下，增加分布式能源的出力以满足负荷需求，造成经济损失；否则，供电可靠性将受到威胁。因此，调控经济性与供电可靠性之间的矛盾是亟需考虑的另一个关键问题。

综上所述，电网发展现阶段迫切需要设计一种分布式能源聚合调控与自主调控协同优化方法及系统，提升电网运行的经济性和可靠性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：

1.分布式能源聚合与自主调控相互耦合问题

本发明构建了新型电力系统分布式能源的聚合调控与自主调控系统，将分布式能源调控优化问题解耦为两阶段协同优化问题，在第一阶段进行负荷聚合调控优化，第二阶段进行分布式能源自主调控优化，从而实现了分布式能源聚合调控和自主调控的协同优化。

2.供电可靠性与调控经济性之间的矛盾问题

本发明构建了综合考虑负荷需求与光伏出力的分布式能源调控模型，在供需平衡、电网运行可靠性、分布式光伏出力上下限的约束下，联合优化供电可靠性与调度经济性，最大限度地考虑了电网运营对二者需求的折衷。

具体的技术方案：

一种分布式能源聚合调控与自主调控协同优化系统，包含设备层，边缘层和云层；设备层将负荷与电源信息上传至边缘层；

边缘层根据设备层上传的负荷和电源信息训练局部模型，边缘层将训练后的局部模型上传至云层并接收云层下发的全局模型；局部模型用于边缘层进行区域电网内部负荷调度决策；全局模型用于汇集各个局部模型，并会及时的下发至各个边缘，实现边缘之间信息的共享；

边缘层根据全局模型与局部模型向设备层下发聚合调控与自主调控指令，聚合调控与自主调控指令用于控制分布式能源聚合调控和自主调控。