[发明专利]一种考虑时间特性的分布式多能系统及其控制方法

说明书

本文申请提出一种考虑时间特性的分布式多能系统及其控制方法，系统包括：状态感知单元、优化控制单元和控制执行单元；方法包括：对原分布式多能系统的信息状态感知和设备状态感知，并将感知结果传递给优化控制单元，同时接收优化控制单元多时间尺度控制反馈信息；根据时间尺度不同，对原分布式多能系统形成不同时间尺度的优化控制命令，接收状态感知单元传递过来的所述感知结果，并将所述优化控制命令传递给控制执行单元；将传递过来的所述优化控制命令转化成控制信号对所述原分布式多能系统进行控制。本申请使状态评估更加精准且能够反映系统的实际状态，同时多时间尺度的划分又保证了分布式多能系统运行的安全性与稳定性。

技术领域

本申请涉及分布式多能系统控制技术领域，尤其涉及一种考虑时间特性的分布式多能系统及其控制方法。

背景技术

随着化石能源的紧缺和环境的污染日益严重，我国对节能减排技术和可再生能源的重视程度日益增高。分布式多能系统包含风、光、电动汽车、天然气、热能等多种分布式能源。分布式多能系统通过耦合设备将电力系统、天然气系统、供热系统通过耦合设备和复杂管网进行连接，实现了多种能量之间的转换。由于各系统对异常的响应时间不同，当电力系统发生故障时，天然气系统和供热系统反应速度远远慢于电力系统的反应速度。

传统的分布式多能系统控制方法一般采用日前-日中调度两阶段调度进行协同优化，仅仅从预测和滚动优化对系统进行调度，并没有从分布式多能系统各能源子系统的特性出发。

状态感知可以对系统中异常的点进行检测，对可能发生的故障进行预防并采取行动，对于已经发生的故障进行分析处理。现阶段常用的状态感知方法分为数据驱动的状态感知方法和物理建模的状态感知方法。物理建模的状态感知方法通过对系统进行建模，在建模基础上通过不同算法对系统状态进行分析，进而完成状态感知。数据驱动的状态感知方法通过获取系统数据信息，并经过矩阵理论对数据进行分析，进而完成对系统的状态感知。

基于数据异构的状态感知方法和大维随机矩阵的状态感知方法，属于数据驱动的状态感知方法，针对不同时间尺度的数据和具有高维度信息的数据具有强处理能力，但现阶段其都是单独对信息系统或物理系统而并未考虑信息系统和物理系统之间的耦合。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本申请提供一种考虑时间特性的分布式多能系统及其控制方法，本方法充分利用矩阵原理和模糊决策对分布式多能系统进行判别。

为解决上述技术问题，一方面，本申请提出一种考虑时间特性的分布式多能系统，包括：状态感知单元、优化控制单元和控制执行单元；

所述状态感知单元、优化控制单元和控制执行单元依次顺序相连接，且所述控制优化单元与所述状态感知单元相连接，所述控制执行单元与原分布式多能系统相连接，所述原分布式多能系统与所述状态感知单元相连接；

所述状态感知单元，用于对原分布式多能系统的信息状态感知和设备状态感知，并将感知结果传递给优化控制单元，同时接收优化控制单元多时间尺度控制反馈信息；

所述优化控制单元，用于根据时间尺度不同，对原分布式多能系统形成不同时间尺度的优化控制命令，接收状态感知单元传递过来的所述感知结果，并将所述优化控制命令传递给控制执行单元。

所述控制执行单元，用于将传递过来的所述优化控制命令转化成控制信号对所述原分布式多能系统进行控制。

所述原分布式多能系统，包括各子系统中的各个单元，具体为：电力子系统中光伏发电单元、风力发电单元、电动汽车及充电桩单元，天然气子系统中天然气传输单元、天然气源单元、天然气压缩机单元，以及热子系统中热管道传输单元、热源单元。

另一方面，本申请提出一种考虑时间特性的分布式多能控制方法，采用所述的考虑时间特性的分布式多能系统实现，包括步骤如下：