【电力系统】基于目标级联法的微网群多主体分布式优化调度附Matlab代码-优快云博客

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🔥 内容介绍

微网作为一种灵活、可控的能源单元，在提高能源利用效率、增强供电可靠性和促进可再生能源消纳等方面发挥着越来越重要的作用。然而，随着微网数量的增加以及能源结构的日益复杂化，单个微网的优化调度已难以满足日益增长的能源需求。微网群作为一种更高级的能源管理形态，通过协同优化多个微网的运行，可以实现更高的能源利用效率和更强的系统鲁棒性。传统的集中式优化方法虽然能够获得全局最优解，但其计算复杂度高、通信负担重、可扩展性差，难以适用于大规模微网群的分布式优化调度。因此，寻求一种有效的分布式优化策略，以实现微网群的协调运行，具有重要的理论意义和实际应用价值。

目标级联法(ATC, Analytical Target Cascading)作为一种有效的多层级优化方法，近年来在分布式优化调度领域得到了广泛关注。它将复杂的全局优化问题分解为多个层级，每个层级负责优化局部目标，并通过上下层级之间的目标和约束传递，实现全局的协调优化。本文将探讨基于目标级联法的微网群多主体分布式优化调度方法，分析其原理、优势和挑战，并展望其未来的发展方向。

目标级联法原理及其在微网群调度中的应用

目标级联法是一种自顶向下的分解策略，它将复杂系统分解为多个层级，每个层级包含一个优化问题，并定义目标和约束在不同层级之间的传递机制。通常，目标级联法包含一个协调层（或顶层）和多个子系统层（或底层）。协调层负责设定全局目标和约束，并将这些目标和约束分解为子系统层对应的目标和约束。子系统层则根据协调层传递的目标和约束，优化自身的运行策略，并将优化结果反馈给协调层。协调层根据子系统层的反馈信息，调整全局目标和约束，并再次传递给子系统层。如此迭代，直到系统达到全局最优或满足预定的收敛条件。

在微网群分布式优化调度中，可以采用如下目标级联架构：

协调层： 协调层可以由一个中心控制单元或多个区域控制中心组成。其主要任务是制定微网群的整体运行目标，例如，最小化总运行成本、最大化可再生能源消纳率、提高供电可靠性等。协调层同时负责监控各微网的运行状态，预测未来负荷需求和可再生能源发电量，并将这些信息传递给子系统层。此外，协调层还需要处理各微网之间的能量交换请求，协调各微网的能量供需平衡。
子系统层： 子系统层由各个微网组成，每个微网作为一个独立的优化主体。子系统层接收来自协调层的目标和约束，并根据自身资源情况和运行成本，优化微网内部的能源管理策略，例如，发电机出力、储能充放电、负荷需求响应等。优化结果包括微网的能量供应计划、负荷需求响应计划以及与相邻微网的能量交换计划。子系统层将这些优化结果反馈给协调层，以便协调层进行全局协调。

目标级联法通过上下层级之间的迭代优化，可以实现微网群的分布式协调运行。协调层负责制定全局目标和约束，引导各微网向共同的目标努力。子系统层则在满足全局约束的前提下，自主优化自身的运行策略，提高能源利用效率和经济效益。

基于目标级联法的微网群分布式优化调度优势

相对于传统的集中式优化方法，基于目标级联法的微网群分布式优化调度方法具有以下显著优势：

计算复杂度低： 将全局优化问题分解为多个局部优化问题，大大降低了每个优化问题的规模，从而降低了计算复杂度。这使得目标级联法能够适用于大规模微网群的优化调度。
通信负担轻： 仅需要在上下层级之间传递目标和约束等少量信息，避免了集中式优化方法中需要传输大量数据的通信瓶颈，降低了通信负担。这使得目标级联法更适合于通信带宽受限的分布式系统。
可扩展性强： 可以方便地添加或移除微网，而无需重新设计整个优化模型，具有良好的可扩展性。这使得目标级联法能够适应微网群规模的变化。
保护微网隐私： 每个微网只需要将自身的优化结果反馈给协调层，而无需公开其内部运行数据，从而保护了微网的隐私。这对于促进微网之间的合作具有重要意义。
容错性强： 当某个微网发生故障时，不会影响其他微网的正常运行，只需要调整协调层的目标和约束，即可重新进行优化调度，具有良好的容错性。