3）为什么采用分布式控制方法
图1为集中式控制和分布式控制两种控制模式的结构示意图。
集中式的微电网控制依赖于微网集中控制器,后者通过复杂的通信网络采集全网的信息,经过集中式的优化计算后将控制指令下发给各分布式电源和储能装置。这种控制方式不仅增加了通信网络和控制器的造价,而且可靠性差,存在单点失效的问题,无法适应即插即用的要求,复杂的通信网络也引入了严重的通信时延,降低频率恢复速度。
相反地,分布式控制将电源和储能视为独立的智能体,各智能体之间基于点对点的通信,只与直接相连的“邻居”之间进行通信并交换少量的信息,整个系统通过迭代达到优化运行的目标。分布式控制只要求智能体之间的通信拓扑是连通的,因而大大提高了控制系统的可靠性,也符合微网对即插即用的要求。因此本文对全分布式的频率控制技术展开了研究。
2、模型建立:考虑可再生能源发电与储能的经济性指标
考虑一个含有传统能源分布式电源,可再生能源分布式电源,以及储能装置的微电网,其运行总成本等于各分布式电源的发电成本与储能的运行成本之和。我们的目标是使得在频率恢复的同时实现总成本的最小化,同时提高可再生能源的利用率,当无法消纳所有的可再生能源时,则按照预测最大可用发电容量在各分布式电源之间合理分配功率。事实上,按照下面的方法设置各装置的成本函数,上述目标可统一为成本最小化问题:
(1)传统能源的分布式电源:其发电成本类似于大型电力系统中的火电机组,可建模为有功出力的二次函数;
(2)可再生能源的分布式电源:由于我们的目标是提高可再生能源的利用率,尽量避免弃光弃风,因此其成本函数可设为实际出力与预测可用最大发电容量差值的平方,再除以预测最大可用发电容量,即能源利用率越高成本越低,且该成本函数也具有二次函数形式;
