一种分布式光储台区同步互联协调控制方法及系统与流程

本发明涉及电力系统自动化，尤其涉及一种分布式光储台区同步互联协调控制方法及系统。

背景技术：

1、分布式光储台区作为配电网末端的重要节点，通过光伏电源与储能系统的协同运行，可实现源荷就地平衡与功率灵活调节。在多个台区互联互济场景下，各台区需基于本地光伏出力、负荷需求及储能状态进行功率交换，以消纳盈余功率或弥补功率缺额，从而提升分布式能源整体利用效率并维持台区电压稳定。

2、现有技术中，台区间功率互济通常采用集中式调度或简单分布式协商机制。集中式调度依赖全局信息采集，通信开销大且实时性受限；而现有分布式协商方法在迭代过程中未充分考虑各台区荷电状态的差异化偏离程度，导致功率分配与储能实际调节能力失配，同时缺乏对通信链路质量波动的自适应补偿，使得共识收敛速度慢且稳态偏差大，此外充放电功率的求解未将荷电安全边界与功率限值进行协同约束，易出现越限风险。因此如何提升分布式光储台区同步互联协调控制的效率与安全性，成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种分布式光储台区同步互联协调控制方法及系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供的一种分布式光储台区同步互联协调控制方法，包括：

3、s1、根据台区的同步数据和荷电状态，对所述台区的光伏出力与负荷需求之差做加权修正，得到所述台区的功率缺额或盈余量；

4、s2、反复交换所述台区与邻近台区的功率缺额或盈余量，将所述台区的自身数值与接收到的所有邻近台区数值加权平均，以加权平均结果更新所述台区的数值，直至所有台区的数值趋同于全局平均值，趋同过程中，根据各台区荷电状态偏离量动态调整在加权平均中的权重；

5、s3、当所有所述台区在连续两次交换中的数值最大偏差小于预设的互济阈值时，判定全网已趋同，各台区锁定当前数值作为共识值，将所述共识值封装为所述台区之间的功率交换指令；

6、s4、比对各台区所述功率交换指令中交换功率限值与所述功率缺额或盈余量，确定各台区的充放电状态，以所述充放电状态和所述荷电状态安全边界为双约束，迭代逼近所述台区的充放电功率值，输出所述台区的充放电功率指令。

7、优选地，所述根据台区的同步数据和荷电状态，对所述台区的光伏出力与负荷需求之差做加权修正，得到所述台区的功率缺额或盈余量，包括：

8、将台区的光伏出力值和负荷需求值之差作为所述台区的初始不平衡功率；

9、从所述台区的同步数据中动态追踪实时电压值，并读取所述台区荷电状态的当前数值；

10、将所述实时电压值和预设的额定电压的差与所述额定电压进行除法比值运算，得到所述台区的电压偏移百分比；

11、以预设的额定荷电状态为基准，对所述荷电状态的当前数值做归一化偏差映射，得到所述台区的荷电偏移百分比；

12、基于所述初始不平衡功率、所述电压偏移百分比和所述荷电偏移百分比，计算所述台区的功率缺额或盈余量。

13、优选地，所述反复交换所述台区与邻近台区的功率缺额或盈余量，并将自身数值与接收到的所有邻近台区数值加权平均，包括：

14、所述台区向存在通信链路的邻近台区广播所述功率缺额或盈余量；

15、所述台区同时接收所有邻近台区广播的功率缺额或盈余量，并在接收过程中测量与各邻近台区之间通信链路的实时状态参数，所述实时状态参数包括信号强度、信噪比和报文正确接收率；

16、根据所述实时状态参数计算各通信链路的综合质量评分，并对所有综合质量评分进行归一化处理，以归一化结果作为各邻近台区数值在加权平均中的权重；

17、所述台区将自身当前数值与接收到的所有邻近台区数值按所述权重进行加权平均，将加权平均结果作为本轮交换后的更新值；

18、用所述更新值替换所述台区原有的功率缺额或盈余量，完成本轮交换迭代。

19、优选地，所述根据各台区荷电状态偏离量动态调整在加权平均中的权重，包括：

20、计算所述台区的荷电状态当前值与额定荷电状态之间的荷电状态偏离量，并从接收到的邻近台区广播信息中获取各邻近台区的荷电状态偏离量；

21、以所述综合质量评分归一化得到的基础权重为基准，根据各邻近台区的荷电状态偏离量生成各邻近台区的荷电修正系数，所述荷电修正系数与所述荷电状态偏离量呈负相关；

22、将所述基础权重与对应的荷电修正系数相乘，并将全部乘积结果归一化后作为各邻近台区数值在加权平均中的最终权重；

23、所述台区以所述最终权重参与本轮加权平均计算。

24、优选地，所述直至所有台区的数值趋同于全局平均值，还包括：

25、所述台区的更新值与所有邻近台区的当前值进行成对差异比对，取差异最大值作为所述台区的收敛偏离度；

26、从接收到的邻近台区广播信息中获取各邻近台区的收敛偏离度，将所述台区的收敛偏离度与所有邻近台区的收敛偏离度中的最大值，作为本轮网络最大偏离度；

27、把所述收敛偏离度与所述网络最大偏离度的比值作为所述台区的加速等级，所述比值越大则所述加速等级越高；

28、向邻近台区发送带所述加速等级标识的广播报文指示所述邻近台区在下一轮迭代中加大向加权平均值方向的调整步幅。

29、优选地，所述当所有所述台区在连续两次交换中的数值最大偏差小于预设的互济阈值时，判定全网已趋同，各台区锁定当前数值作为共识值，将所述共识值封装为所述台区之间的功率交换指令，包括：

30、当所有所述台区在连续两次交换中的数值最大偏差小于预设的互济阈值时，锁定所述台区的当前共识值，并将所述共识值作为所述台区待发送的交换功率限值；

31、将所述交换功率限值填入预设的功率交换指令模板；

32、基于所述指令模板中的必填字段清单，对所述指令模板进行完整性校验，并基于校验通过后的结果，在所述指令模板的头部填充时间戳和发送台区的身份标签，得到所述台区完整的功率交换指令；

33、将所述功率交换指令存入待发送队列，并触发与所述邻近台区之间的指令分发流程。

34、优选地，所述比对各台区所述功率交换指令中交换功率限值与所述功率缺额或盈余量，确定各台区的充放电状态，以所述充放电状态和所述荷电状态安全边界为双约束，包括：

35、各台区解析所述功率交换指令获取交换功率限值，将所述交换功率限值与本台区的所述功率缺额或盈余量比对；

36、当所述交换功率限值大于所述功率缺额或盈余量时，判定所述台区为充电状态，当所述交换功率限值小于所述功率缺额或盈余量时，判定所述台区为放电状态；

37、当所述交换功率限值等于所述功率缺额或盈余量时，判定所述台区为平衡状态，维持当前运行状态；

38、将所述交换功率限值作为所述台区充放电功率的第一允许上界，并以所述台区的当前荷电值与荷电状态安全边界之间的距离值限定所述台区的充放电功率的第二允许上界；

39、将所述第一允许上界与所述第二允许上界中的较小值作为最终允许上界，将0至所述最终允许上界的区间定义为所述台区的可行功率取值范围；

40、将所述最终允许上界的值作为充放电功率幅值初值，并以各台区的充放电状态作为迭代逼近的方向约束。

41、优选地，所述迭代逼近所述台区的充放电功率值，还包括：

42、所述台区为充电状态时，所述台区荷电状态的趋势方向为上升趋势，所述台区为放电状态时，所述台区荷电状态的趋势方向为下降趋势；

43、当趋势方向为上升趋势，检查当前荷电值距离安全上边界的间隔是否为正，当趋势方向为下降趋势，检查当前荷电值距离安全下边界的间隔是否为正，若所述间隔为零或负，则判定所述台区的荷电状态逾越荷电状态安全边界；

44、基于所述台区的逾越判定结果，将所述充放电功率初值切换至所述台区预设的功率等级序列中的下一个较低等级，得到所述台区的本轮更新功率试值；

45、将所述本轮更新功率试值与上一轮试值进行差异比对，若差异结果超出所述台区预设的稳定许可带，则所述本轮更新功率试值替换原值启动下一轮迭代；

46、当所述差异结果落入所述台区预设的稳定许可带，则终止迭代，并将所述本轮更新功率试值锁定为最终结果。

47、优选地，所述输出所述台区的充放电功率指令，包括：

48、将所述最终结果填入预设的储能变流器控制帧中的功率设定槽位；

49、基于所述最终结果的极性标识，确定指令类别为充电指令或放电指令，并将确定后指令类别的对应操作码填入所述储能变流器控制帧的操作码字段；

50、对所述储能变流器控制帧的帧尾附加生成时刻的时间标识及所述台区的身份编码，并将附加后的控制帧作为所述台区的充放电功率指令；

51、将所述充放电功率指令下发至所述台区储能变流器的命令接收端口，并监听执行就绪的应答信号。

52、为了解决上述问题，本发明还提供一种分布式光储台区同步互联协调控制系统，所述系统包括：

53、功率偏差修正模块，用于根据台区的同步数据和荷电状态，对所述台区的光伏出力与负荷需求之差做加权修正，得到所述台区的功率缺额或盈余量；

54、台区共识迭代模块，用于反复交换所述台区与邻近台区的功率缺额或盈余量，将所述台区的自身数值与接收到的所有邻近台区数值加权平均，以加权平均结果更新所述台区的数值，直至所有台区的数值趋同于全局平均值，趋同过程中，根据各台区荷电状态偏离量动态调整在加权平均中的权重；

55、趋同判定模块，用于当所有所述台区在连续两次交换中的数值最大偏差小于预设的互济阈值时，判定全网已趋同，各台区锁定当前数值作为共识值，将所述共识值封装为所述台区之间的功率交换指令；

56、充放电功率求解模块，用于比对各台区所述功率交换指令中交换功率限值与所述功率缺额或盈余量，确定各台区的充放电状态，以所述充放电状态和所述荷电状态安全边界为双约束，迭代逼近所述台区的充放电功率值，输出所述台区的充放电功率指令。

57、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

58、1.本发明通过将台区电压波动百分比与荷电状态偏离百分比引入功率缺额修正计算，使各台区的功率盈余或缺额表征值能够同时反映电网电压安全需求与储能调节意愿，从而在功率互济初始阶段即建立起兼顾电网运行状态与储能健康管理的量化基础，提升了功率分配的精准性与合理性。

59、2.本发明在台区间共识迭代过程中，以通信链路综合质量评分归一化值作为基础权重，并根据各邻近台区荷电状态偏离量动态调整加权系数，使荷电状态偏离额定值较大的台区获得更低的权重参与平均，同时将收敛偏离度与网络最大偏离度的比值作为加速等级指导步幅调整，从而在保证所有功率曲线不突破储能安全边界的前提下，实现全网功率值的快速趋同与稳态锁定，显著提升了分布式光储台区同步互联协调控制的收敛效率与运行安全性。