引言:
众所周知,电力能源是我国社会经济发展与城市化建设中比不可缺的能源物质,保证电力企业电力系统的运行安全性与稳定性是十分重要的。然而,若一直延续采用传统集中式主动配电网的运行方式还会对整个电力系统运行安全性产生十分严重的影响,极易引发较为严重的安全事故,因此,对传统集中式主动配电网进行优化与改造是十分重要的。
1、主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度设计中存在的重要性分析
传统主配电网的运行方式以集中式为主,但伴随着近年来我国社会经济发展及城市化建设进程不断加快,现代社会对电力能源的需求量不断增加,而为了满足现代社会及社会居民对电力能源的需求,电力企业就不得不提升配电量,但由于传统的集中式配电网的运行方式存在较大的问题,使得配电网运行调度十分不稳定,这对电力企业的经济效益将会产生十分严重的影响。现阶段,主动配电网源-荷-储分布式协调自研发之后被国内大部分电力企业广泛使用,相比于集中式控制而言,分布式能够实现分散控制、集中管理,且控制方式灵活,能够实现对负荷的分级优化控制,能够针对不同负荷电网运行状况制定针对性的控制计划,进一步提升了的主动配电网的运行稳定性,这对于保证电力企业的经济效益与社会效益是十分重要的[1]。
2、主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度设计中存在的主要问题分析
就目前情况而言,我国主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度方案设计中还存在一些问题。首先,大部分电力企业构建的主动配电网源-荷-储分布式的运行方式未能够实现完全分布式的求解运算,在电力企业的主动配网中还需要建设一个网络控制中心,并在该网络控制中心实现计算与通讯,故而其分布式程度较低。其次,现阶段,我国电力企业为了能够紧跟社会时代发展的步伐,建立了多智能体的配电网结构,但在建设过程中,未能够考利到柔性负荷的影响因素,致使主动配电网的运行成本增加。因此,本文提出了给予一致性算法的主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度方案设计,以期解决上述问题给电力企业生产运营带来的影响,提升主动配电网分布式设计水平[2]。
3、一致性算法概述
一致性算法是为了解决一致性问题而提出的一种分析方法,其能够实现对一致性问题的服务器集群给定一种操作,从而促使其结果达成一致[3]。在多智能体系统当中,一致性算法能够实现对抽象物体的建模,从而分析物体的一服务器集群致性问题,以便于制定解决方案。在进行使用一致性算法时,首先需要确定服务器集群的节点,假定服务器集群有n个节点,通过对n个节点的状态分析,建设离散型算法。离散型算法计算公式为:
其中,为智能体状态的信息,
为智能体状态前一个状态的信息。由此可见该种算法主要是通过分析相邻节点上一个状态的信息确定节点的运行信息。但由于电力系统在实际运行的过程中,设计到的信息节点加多,且各个节点之间由于存在某些因素导致节点信息之间的差距较大,且各节点的可控容量不同,若使用上述算法对电力系统的节点信息进行计算,很难保证节点信息的真实性,故而在实际使用一致性算法对电力系统的节点信息进行计算时,需要对计算放阿飞进行改进,考虑各个节点之间的差异性及一致性的变量,通过设置节点功率比重的方式建立一致性分析算法。假定节点i指向节点j,邻接矩阵
的权重元素为
,其中,
分别为相邻两个节点的功率。
4、主动配电网控制模式及网络结构
4.1完全分布式控制模式
完全分布置的控制模式需要满足电力系统多智能体系的一致性变量的交互传输,及各机组之间,各系统负荷之间均需要结合一致性理论对各个阶段进行计算。首先,在信息交互方面,基于一致性理论的完全分布置控制模式能够良好的实现各个节点信息的流通性,实现点对点的信息通信。其次,在计算方面,该种方式能够实现对一致性变量的良好分析,充分考虑了一致性变量对多智能体系节点信息计算的影响,以各节点的实际功率作为变量信息更具真实性与适用性。最后,在协调控制方面,基于一致性算法的主动配电网取消了以往主动配电网的控制中心,实现了完全分布式的控制,能够有效的规避因集中控制中心出现问题导致整个系统无法正常运行的问题,故而其运行稳定性得到了充分的保障,同时,也能够消除由于集中控制中心决策信息传递指向失误引发的解决混乱问题的发生,故而其使得电力系统的运行安全性得到了有效的保障。下图为基于一致性算法的主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度的控制模式图。
图1基于一致性算法的主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度的控制模式图
4.2主动配电网网络结构
基于一致性算法的主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度控制方案的主动配电网网络结构主要包括两个系统,分别为信息系统和物理系统,信息系统与物理系统之间运用控制装置连接,从而实现信息的通讯与系统的调度。信息系统中配备通讯装置,当信号接收器接收到相邻节点的运行信息时,能够将运行信息传递给运算控制器当中,随后,运算控制器计算结果并根据结果制定控制指令。控制指令将传递到物体设备的源荷储设备当中,物理系将调控运行信息传递给状态检测器,并由状态检测器传递给信息系统中的信号发送器当中,从而实现对实现分布式电源的负荷调控。
5、分布式主动配电网源-荷-储模型研究
据笔者调查研究显示,不同类型发电厂的多智能体建模方式是不相同的,故而在进行多智能体建模时,需要综合考虑不同发电厂一致性变量之间的差距。例如,在进行火力发电厂的多智能体建模时,需要考虑火力发电机组的一致性变量,根据火力发电机组的多智能体功率特性进行建模。而在进行新能源发电厂的多智能体建模时,需呀考虑风电发电机组和光伏发电机组的不可调节部分的功率,计算新能源机组的可调节部分功率作为一致性变量。此外,在进行柔性负荷多智能体建模是,需要根据柔性负荷多智能体的补偿成本函数进行功率计算。
结论:综上所述,主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度是现阶段我国电力企业常用的电网调度方案,其能够实现分布式的控制,能够进一步保证电力系统的安全性与稳定性。然而,若想实现主动配电网的完全分布,就需要使用一致性算法,将一致性算法改进为以功率作为一致性变量,且在进行方案设计时,需要考虑不同类型发电机组的功率特性,进而才能够保证基于主动配电网源-荷-储分布式协调优化调度方案设计的质量。
参考文献:
[1] 徐熙林,宋依群,姚良忠.主动配电网源–荷–储分布式协调优化运行(一):基于一致性理论的分布式协调控制系统建模[J].中国电机工程学报,2018,38(10):2841-2848+3135.
[2] 梁海平,刘英培,王鑫明.计及源荷不确定性的混合交直流主动配电网分层-分布式优化调度[J/OL].电力自动化设备:1-9[2021-11-20].
[3] 何桂雄,吴朝晖,范瑞祥.基于动态一致性算法的光伏-储能分布式协调电压控制[J].天津大学学报(自然科学与工程技术版),2021,54(12):1299-1308.