[发明专利]一种恒温控制负荷的分布式共识控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种恒温控制负荷的分布式共识控制方法，包括通过对恒温控制负荷的电气连接构建恒温控制负荷通信网络模型；根据热动力学原理构建恒温控制负荷动态模型；在所述恒温控制负荷通信网络模型及恒温控制负荷动态模型基础上，通过满足优化控制目标建立双层分布式共识协议；基于线性二次调节器，解得最优控制增益，代入所述双层分布式共识协议得到闭环系统；由监督控制更新的特定负荷功率状态初始值，通过所述闭环系统控制恒温控制负荷进行快速调节服务。确定的分布式共识控制方法能够实现快速、动态和完全分布式的功率控制，并在所有恒温控制负荷之间共享合理的功率和舒适度，在提供快速辅助服务的同时，满足了用户的舒适度。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其是指一种恒温控制负荷的分布式共识控制方法及装置。

背景技术

可再生能源的对电网渗透率不断提高，但由于其随机性和间歇性特性而不能保证恒定的供电，这给电力系统的频率稳定性和控制带来了巨大挑战。考虑到电力系统中可再生能源的波动，分布式共识控制是实现电力系统可靠运行必不可少的部分。为了优化功率控制，其中一个问题是需要找到大型恒温控制负荷系统实现快速功率调节的分布式控制方案。

目前，针对向带变频空调的智能建筑提供快速辅助服务这一实际问题，有关用分布式控制算法调配大量恒温控制负荷还没有相关的解决方案。本发明提出的技术方案填补了这一空白。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种恒温控制负荷的分布式共识控制方法，解决现有的大型恒温控制负荷系统无法实现快速功率调节的分布式控制的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：提供一种恒温控制负荷的分布式共识控制方法，包括通过对恒温控制负荷的电气连接构建恒温控制负荷通信网络模型；根据热动力学原理构建恒温控制负荷动态模型；

在所述恒温控制负荷通信网络模型及恒温控制负荷动态模型基础上，通过满足优化控制目标建立双层分布式共识协议；所述双层分布式共识协议包括控制增益；

基于线性二次调节器，解得最优控制增益，代入所述双层分布式共识协议得到闭环系统；

由监督控制更新优化控制目标中的特定负荷功率状态初始值，通过所述闭环系统控制恒温控制负荷进行快速调节服务。

进一步的，所述优化控制目标包括平等功率状态和平等舒适状态；

平等功率状态：

平等舒适状态：

β_i＝β_j，i，j∈G (2)

其中α_i，0表示第i个恒温控制负荷的初始功率状态，N表示一组同质恒温控制负荷的个数,表示这组恒温控制负荷的通信网络图，α_i是0到1之间变化的连续变量，表示第i个恒温控制负荷的功率状态，β_i表示第i个恒温控制负荷的舒适状态。

进一步的，所述优化控制目标还包括：

其中，P_TCL，i表示第i个恒温控制负荷的功率，表示额定供暖通风与空气调节功率。

进一步的，还包括优化目标函数：

其中x_i表示第i个恒温控制负荷的动力学状态空间，Q和R表示选定的正半定矩阵，t表示时间。

进一步的，使用所述双层分布式共识协议包括：

线性系统模型：