[发明专利]一种基于分布式控制的孤岛微网经济优化调度方法

说明书

本发明公开了一种基于分布式控制的孤岛微网经济优化调度方法，其特征是针对没有中央控制器的情况，在微电网孤岛运行时，各节点根据采集到的实时数据，采用基于Gossip算法的分布式控制方法进行相邻节点之间的数据交换，经过若干次信息交换后，每个节点都能获得系统的全局信息，计算并快速调节各节点处分布式微源的输出功率，从而在满足系统功率供需平衡的同时，使微电网运行在经济最优状态。本发明方法可以适用于孤岛运行模式下的微电网经济优化调度，有效降低了系统的通信成本和复杂性，有利于提升微电网的经济性和稳定性。

技术领域

本发明涉及一种基于分布式控制的孤岛微网经济优化调度方法。

背景技术

近年来，由于全球经济的高速发展，电能的需求量也迎来了爆发式的增长。而电能的主要生产方式仍然是传统的火力发电，但是火力发电会向环境中排放大量的污染。煤炭、石油等不可再生能源的过度开采也使得人类社会面临着严峻的能源问题，世界各国对此都给予了高度的重视。在经济飞速发展的今天，电力负荷的增加促使各国展开了对微电网的研究与应用，从而实现分布式电能资源的优化配置和合理利用。

微电网有两种运行模式，其既可以与大电网并联运行，发挥削峰填谷、电网备用等功能；也可以与大电网断开运行，进入孤岛模式。这在一定程度上有助于提高对重要负荷持续供电的可靠性，改善电能质量，提高资源利用率，减少环境污染等。但是由于微电网系统中可再生能源等输出功率的不可控性和随机波动性，特别是在孤岛运行模式下，其不依靠大电网支撑时的能量管理问题更为突出，如何制定合理有效的经济调度策略和方法是保证微电网经济运行的关键。

传统的微电网经济调度是采用集中式的控制方法，通过系统中央控制器完成信息的采集、处理和下发，进而控制和调整各个分布式微源的输出功率，但是这种控制方法存在诸多弊端，例如系统在计算时需要大量的信息，因此会使系统需要处理的通信信息量剧增，通信压力大，这就造成了系统的通信成本上升和可靠性降低等，从而不能很好地适应电力系统的要求。另外，由于微电网系统结构的多变性，尤其是太阳能和风机等输出功率随机波动的微源投入会导致系统结构发生变化，因此集中式的调度算法对这种情况的适应性会大打折扣。

发明内容

本发明的目的是针对微电网集中式控制方法的不足，提出了一种基于分布式控制的孤岛微网经济优化调度方法，实现在没有中央控制器的情况下，各节点根据采集到的实时数据，采用基于Gossip算法的分布式控制方法进行相邻节点之间的信息交换，经过若干次的信息交换后，每个节点都能获得系统的全局信息，计算并快速调节各节点处分布式微源的输出功率，从而使微电网在满足系统功率供需平衡的同时，运行在经济最优状态。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明基于分布式控制的孤岛微网经济优化调度方法的特点是针对没有中央控制器的情况，在微电网孤岛运行时，各节点根据采集到的实时数据，采用基于Gossip算法的分布式控制方法进行相邻节点之间的数据交换，经过若干次信息交换后，每个节点都能获得系统的全局信息，计算并快速调节各节点处分布式微源的输出功率，从而在满足系统功率供需平衡的同时，使微电网运行在经济最优状态。

本发明基于分布式控制的孤岛微网经济优化调度方法的特点是按如下步骤进行：

步骤1、建立微电网系统中各分布式发电微源的发电成本函数，并将每一个分布式发电微源视为一个节点，微网系统中的第i个分布式微源的发电成本函数C_i(P_Gi)如式(1)所表征：

C_i(P_Gi)＝α_iP_Gi²+β_iP_Gi+γ_i (1)，