面向智能電網(wǎng)中能量管理的分布式算法研究.pdf

1、智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)物理電網(wǎng)的基礎(chǔ)上，覆蓋了通信網(wǎng)絡(luò)，融合了大量分布式能源、柔性負(fù)載、先進(jìn)的傳感測量技術(shù)和控制手段的新一代電網(wǎng)，又稱“電網(wǎng)2.0”。與傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)一樣，智能電網(wǎng)中的最優(yōu)能量管理具有十分重要的地位。最優(yōu)的能量管理不但可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益，提高智能電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效率，同時(shí)也有助于智能電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在智能電網(wǎng)中，由于傳統(tǒng)中心化算法往往會(huì)受限于有限的通信和計(jì)算能力而導(dǎo)致不可行，因此需要設(shè)計(jì)分布式算法，使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)僅進(jìn)行局部計(jì)算和鄰

2、居間通信即可合作地實(shí)現(xiàn)全局目標(biāo)。
　　本文主要研究了智能電網(wǎng)中能量管理問題的分布式算法，具體的貢獻(xiàn)有如下幾方面:
　　1.簡要介紹了智能電網(wǎng)、分布式算法、能量管理等概念及其背景和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀。
　　2.研究了靜態(tài)機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配問題，提出了分布式二分算法，使得智能電網(wǎng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠分布式地找到全局最優(yōu)解，實(shí)現(xiàn)單一時(shí)刻的發(fā)電總成本最小化。該算法基于類協(xié)同算法，利用二分查找的思想使得各個(gè)節(jié)點(diǎn)漸進(jìn)地找到最優(yōu)拉格朗日乘子以

3、及最優(yōu)解。該算法對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的要求較低，不僅適用于連通的無向圖，也適用于強(qiáng)連通的有向圖。
　　3.研究了含有儲(chǔ)能設(shè)備的動(dòng)態(tài)機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配問題，其中儲(chǔ)能設(shè)備既可以實(shí)現(xiàn)能量倒賣，也能為電網(wǎng)提供旋轉(zhuǎn)備用服務(wù)。針對(duì)該問題，本文提出了基于ADMM思想的分布式算法，能夠?qū)崿F(xiàn)多時(shí)刻累積的發(fā)電總成本最小化。通過把問題轉(zhuǎn)化為ADMM的形式，該問題被分解為各節(jié)點(diǎn)的局部帶約束優(yōu)化問題和領(lǐng)導(dǎo)者節(jié)點(diǎn)的無約束優(yōu)化問題，從而迭代地實(shí)現(xiàn)分布式最優(yōu)求解。
　

4、　4.研究了電動(dòng)汽車的最優(yōu)充放電規(guī)劃問題，即在滿足各個(gè)電動(dòng)車用電需求的前提下，最優(yōu)地規(guī)劃各個(gè)時(shí)刻的充電或放電功率，使得總負(fù)載曲線盡可能地平坦。其中，電動(dòng)汽車不僅可以通過充電來實(shí)現(xiàn)“填谷”，還可以在用電高峰時(shí)利用逆變器將剩余電能回饋到電網(wǎng)中。由于本文考慮了充放電過程中的能量損耗，因此該問題不可避免地被描述為一個(gè)混合離散優(yōu)化問題。為了解決這一難題，本文利用夜間基礎(chǔ)負(fù)載曲線的特征作為假設(shè)，將原問題合理地近似為一個(gè)凸優(yōu)化問題，提出了一種分布式算