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申请/专利权人：国网湖北省电力有限公司电力科学研究院;国家电网有限公司;华中科技大学

摘要：本发明公开了一种基于最优潮流的分布式储能多层控制方法，其针对储能群控制分为三层，一次、二次控制实现群内控制，三次控制实现群间控制；一次控制通过设置下垂系数，实现群内基本的功率分配；二次控制通过一致性算法补偿下垂造成的频率电压偏移和功率分配不均的问题；三次控制通过设置一中央控制器计算最优潮流的解，并将其作为控制信号下达至各个集群，由二次控制、一次控制实时跟踪该控制信号。本发明方法通过调节各储能群的参考电压，不需要公共母线，控制更灵活，可以有效降低线损，同时保证分布式储能基于下垂的二次控制的有效性，提高系统运行效率。

主权项：1.一种基于最优潮流的分布式储能多层控制方法，其特征在于，所述方法用于实现大规模分布式储能集群的分群控制，将分布式储能按照距离分为多个集群，采用一次、二次控制实现群内控制，采用三次控制实现群间控制，其中：1三次控制通过设置一中央控制器，计算最优潮流的解，并将其作为控制信号下达至各个集群，在每一次控制信号下发时调整一次各集群的电压参考值，由二次控制、一次控制实时跟踪所述控制信号；2一次控制通过设置下垂系数，令储能变换器输出端电压的频率参考值等于频率额定值减去有功功率乘频率下垂系数，端电压幅值参考值等于电压额定值减去无功功率乘电压下垂系数，实现群内功率分配；3二次控制通过一致性算法，对储能变换器的有功无功功率状态变量和与其通信的所有储能变换器的功率状态变量的偏差进行加权求和，权值为储能变换器之间的通信权重，对和值进行误差校正后，得到该储能变换器的功率分配调节修正量，对该储能变换器的功率分配调节修正量和与其通信的所有储能变换器的功率分配调节修正量的偏差进行加权求和，权值为储能变换器之间的通信权重，得到该储能变换器的频率电压调节修正量，补偿下垂造成的频率电压偏移和功率分配不均的问题；一次控制与二次控制是完全分布式的，通过邻间稀疏通信实现控制，以公式表示为： ωki＝ωn-mkiPki+Ψki其中，ki表示第k个集群中的第i个储能，和为逆变器输出电压幅值的直轴、交轴分量参考值，ωki为逆变器输出电压的频率参考值，vn和ωn为额定电压与额定频率，nki和mki为下垂系数，Pki和Qki为储能输出有功功率和无功功率，Ωki、Τki、Ξki和Ψki为附加控制变量，其定义如下： 其中，和为逆变器中间电压，为集群k中储能i与储能j间的通信系数，avki，aQki，aωki和aPki为电压、无功功率、频率、有功功率的控制增益，为集群k中储能i的领导控制增益，当时，该储能直接接收到中间电压指令值和当时则不能直接接收到中间电压指令值和三次控制为集中式的，其控制目标为电能总传输损耗最小化，控制变量为各储能群的参考电压，优化目标为： 其中，Ploss为电能总传输损耗，Vfref＝[Vfref1,…,VfrefM]T为各储能群电压参考值，即控制变量；三次控制考虑的约束有电量平衡约束、运行安全约束和储能出力约束，以公式表示为：电量平衡约束： 其中，PGi和QGi为节点i的储能输出有功和无功功率，PDi和QDi为节点i的负荷有功和无功功率，Vi为节点i的电压幅值，θij为节点i与节点j的电压相角差，Gij和Bij为节点i与节点j间的线路电导与电纳；运行安全约束： 其中，Vfrefk为集群k的电压参考值，Vfrefk和为集群k的电压参考值的上下限，Pij和Qij为节点i与节点j间的线路传输有功和无功功率，Pij、Qij和分别为节点i与节点j间的线路传输有功和无功功率的上下限；储能出力约束： 其中，Pi和为储能输出有功功率上下限，Qi和为储能输出无功功率上下限。

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