基于二阶段的完全分布式迭代目标跟踪算法

为了实现对无线传感器网络中移动目标的分布式跟踪,提出了一种基于二阶段的完全分布式迭代目标跟踪算法。算法的每次迭代都由2个阶段构成,即估计阶段和达成一致性阶段。在估计阶段、网络节点或者通过它的测量值来估计出目标的位置,并通过卡尔曼滤波来改进这个测量值,或者根据嵌入的卡尔曼滤波线性运动模型对目标运动进行预测;在达成一致性阶段,通过执行一种最大一致性策略,使得由单个节点单独完成的估计值收敛到一个共同的关于目标位置的最佳值。仿真结果表明,分布式迭代跟踪算法尽管只有一小部分代理可以在每个时刻感知到目标,但能够很好地预测目标的运动轨迹,并有效地提高跟踪精度。     

应用切比雪夫多项式滤波的高渗透率光伏分布式控制策略

分布式控制只需要局部通信,在地域分散的光伏功率控制中具有良好的鲁棒性和灵活性。提出一种基于一致性算法的光伏分布式控制策略,各控制节点与相邻节点交换当前时刻光伏最大功率点和负荷信息,通过一致性算法迭代估计有功输出参考点。在此基础上,利用由二次插值方法得到的P-V曲线计算逆变器直流侧电压参考值。同时,为解决控制对象较多引起的一致性算法收敛速度慢的问题,使用切比雪夫滤波多项式对一致性算法进行滤波加速。该方法在不违背算法分布式特征的前提下,加快了收敛速度,并对变化的通信拓扑具有较好的鲁棒性能。最后,通过算例验证了所提方法的有效性。     

主动配电网源–荷–储分布式协调优化运行(二):考虑非理想遥测环境的一致性算法

为实现主动配电网源–荷–储分布式协调优化,提出一种完全分布式协调的鲁棒一致性算法。在主动配电网完全分布式控制模式下,通过智能体间信息交互,采用一致性算法完成迭代计算,使得主动配电网内各源、荷、储的边际成本或边际效益趋于一致,以实现源–荷–储运行的分布式优化。首先,考虑非理想的遥测通信环境,针对遥测过程中可能出现的量测误差、遥测信道干扰、遥测数据传输时延等问题,提出基于增益调整函数的鲁棒一致性协调算法,并证明该算法的均方差一致收敛性。同时,算法通过引入功率调整项实现系统有功功率缺额的实时检测,使各项运行约束条件得以满足;通过基于节点重要度改进的状态转换矩阵缩短收敛时间,提高响应速度。最终,算例仿真验证该一致性算法的有效性。     

基于一致性算法的主动配电网分布式优化调度

针对主动配电网区域自治优化调度中存在的计算与通信量大、难以实现整体优化、不能适应拓扑变化等问题,提出一种基于一致性理论的分布式优化调度方法。该方法通过自治节点与相邻分布式电源节点信息的交换,采用一致性算法进行迭代计算,使各分布式电源的增量成本一致趋同,实现自治区域发电成本的优化。该文通过设置一致性算法节点权重系数,提高收敛速度,减小系统波动;通过本地相邻可控分布式电源的信息交互,更新自治节点参数,数据通信量减少,能够很好地应对主动配电网拓扑结构的变化。仿真结果验证了方法的有效性与可行性。     

计及频率变化的异步迭代分布式动态潮流

为便于分布式调度员培训仿真系统（DTS）中分布式潮流算法的应用,提出了一种计及频率变化的基于异步迭代的分布式动态潮流算法。该算法将互联系统采用协调层一子系统、发电机单元一网络单元2个不同层次的模型来表示。在上级调度中心建立协调层,由发电机单元实现频率变化时电网不平衡功率在各子系统发电机节点和负荷节点之间的分配,并进行频率仿真;在网络单元采用基于异步迭代模式的分布式算法进行全网的分布式潮流计算,通过网络单元与发电机单元之间的交替求解,求得全网频率变化仿真与潮流分布。以IEEE118节点扩展系统为例,对所提出算法进行验证,结果表明该算法能够准确地仿真分布式系统的频率变化并求解全网潮流分布。     

考虑噪声和环境的微电网分布式经济调度策略

随着微电网的迅速发展,其运行和经济优化控制越来越受到人们的关注。传统的经济优化控制为集中式控制,其面临着单点故障,资源消耗大等问题。分布式控制可以很好地解决上述问题,并可以结合一致性算法解决微电网中的经济调度问题。系统调度过程需要通信网络完成信息的交互,然而通信网络通常会受到噪声的影响,针对此问题,本文提出了一种基于有限时间一致性的完全分布式经济调度策略来应对噪声的干扰,并以分布式系统的发电成本和环境污染排放最小为目标,通过引入一致性增益函数来抑制噪声,实现系统的完全分布式环境/经济优化调度。算例仿真表明：本文所提出的完全分布式调度策略在保证一致性收敛的同时,可以抑制噪声的干扰并且达到了较好的优化效果。     

微电网三相四线制潮流算法研究

微电网是集成分布式发电、负荷、储能以及保护和控制等一系列环节的小型供电系统,由于其靠近用户侧采用三相四线制供电方式居多,中性线上电流的分布及中性点电压的偏移对其他相的影响不能忽略,因此本文采用相分量法建立三相四线制网络模型,采用前推回代法同时考虑三相导线和中性线,以端点为单位,推导网络潮流方程。此外,结合分布式电源的运行方式和控制特性将其节点类型归结为PQ节点、PV节点和PI节点。针对前推回代法节点类型为PQ节点的要求,将分布式电源点统一作为负的负荷处理,在每次迭代前进行PQ转化。通过算例仿真验证了网络模型的正确性和算法的有效性。     

抵御虚假数据注入攻击的交流微电网分布式韧性控制

微电网的分布式控制方法依托稀疏通信网络，在受到网络攻击后可能严重影响控制效果，甚至造成系统失稳。考虑虚假数据注入(FDI)攻击，首先针对分布式控制方式下的孤岛交流微电网建立了FDI攻击的数学模型；其次，分析了系统受到FDI攻击后的脆弱性，并在此基础上，基于自适应控制原理提出了抵御FDI攻击的微电网分布式韧性控制方法，该方法能够在有界或无界的FDI攻击下使微电网实现既定控制目标，并具有良好的动态性能；然后，通过李雅普诺夫理论对分布式韧性控制器进行了严格的收敛性证明；最后，通过时域仿真在多种场景下验证了所提控制方法的有效性。     

考虑虚假数据注入攻击的有源配电网分布式状态估计

状态估计作为保障电网监测数据质量的关键一环,可为能量管理系统提供可靠的数据基础。考虑到有源配电网量测误差大、易遭受网络攻击等问题,文中研究了计及虚假数据注入攻击的有源配电网分布式状态估计方法。首先,各子区域根据自身量测进行状态估计,并利用平均一致性算法获取全局信息对内部状态量进行修正,实现完全分布式状态估计;其次,在子区域状态估计中引入权函数动态修正目标极值函数的权重矩阵,增强状态估计的抗差性能;然后,在边界节点和易受到虚假数据注入攻击的节点配置同步相量测量单元,提高辨识虚假数据攻击的能力;最后,利用IEEE 118节点配电网系统进行算例仿真验证。试验结果表明,文中所提状态估计方法不仅可以有效减小估计误差,还能准确辨识虚假数据注入攻击,提高了状态估计的精度和辨识虚假数据注入攻击的能力。     

计及线路损耗的自治型微电网群分布式经济控制

多个微电网互联成微电网群运行,在提高微电网可靠性及降低发电成本方面有巨大潜力,然而传统比例下垂控制未考虑不同类型分布式电源的发电成本差异,易导致系统高发电成本。提出计及线路损耗的自治型微电网群分布式经济控制方法,通过实现各分布式电源线损边际成本一致,有效降低系统发电成本,并提出利用虚拟边际成本将节点电压控制在合理范围内。该方法不存在中心控制器,基于邻居控制器间的信息交流,通过一致性算法迭代获取控制所需全局状态信息,可靠性高。利用Matlab/Simulink以及OPNET仿真平台验证了所提方法的有效性。     

维持局部孤网稳定切换的网源荷分布式协调控制方法

由于土地、发电资源等条件的限制,现代大型城市主要由外部电网进行负荷供电,形成大型受端城市电网。大型受端城市电网与主系统解列后,功率不平衡会导致频率下降,甚至可能引发网络崩溃,维持其稳定切换以形成局部孤网供电具有重要的理论和现实意义。网源荷协调控制是维持局部孤网稳定切换的关键,然而,对于局部孤网,尤其是非计划形成的局部孤网,是较难实现集中式协调调控的。鉴于此,引入分布式多代理系统,提出一种无需集中控制器的网源荷分布式协调控制方法。有别于依赖集中控制器、且通信结构复杂的传统集中式控制方法,分布式协调控制在仅依靠相邻节点通信的状况下,通过改进的平均一致性算法获取电网运行全局参数,实现网源荷全局协调控制。该控制方法能够较好地适应网络结构变化,挖掘网源荷协调潜能。同时,提出的改进平均一致性算法具有更好的收敛性能,为局部孤网切换时的频率和电压控制提供快速全局数据支撑。基于PSCAD/EMTDC和Matlab仿真平台,在典型工况下对网源荷协调控制策略进行分析和验证,结果表明所提出的改进平均一致性算法和分布式网源荷协调控制方法能够维持局部孤网稳定切换。     

基于DMPC和储能单元约束的分组一致性控制策略

针对多个电池储能单元间的分布式协调控制问题,提出了一种分布式储能单元分组一致性控制策略。首先,提出了一种基于分布式模型预测控制和状态约束的加权一致性算法,能考虑各储能单元的功率约束条件并快速完成多储能单元的功率分配。其次,提出了一种储能单元分组控制策略。根据荷电状态(state of change, SOC)信息设定储能单元的权重,达到改善储能单元SOC的一致性的目的。同时基于所提一致性算法,制定储能单元组间协调控制策略和储能单元效率提升策略,从而达到改善储能系统调节能力、延长储能系统寿命和提升能量转换效率的目的。最后,在Matlab中构建含8个电池储能单元的微电网系统,对所提算法和控制策略进行仿真分析。仿真结果表明,所提算法和控制策略在提升收敛速度、优化控制效果、延长储能系统寿命以及提升储能系统运行效率方面均具有一定优势。     

拒绝服务攻击下基于分布式事件触发一致性预测补偿的微电网能量优化管理

针对微电网下电力系统通信易受到拒绝服务攻击(denial of service attack,DoS)、局部信息不开放以及通信带宽受限等问题,提出了一种基于DoS攻击的分布式事件触发的无模型预测补偿能量优化管理控制方法.首先,为了优化微电网能量供给并使得获利最大,给出考虑微电网功率损失的维持供需平衡的最小成本函数;其次...     

基于模型预测控制算法的多风储直流微电网分布式电压二次控制策略

针对含多组风储单元的直流微电网中蓄电池的电压优化控制问题,提出了一种基于模型预测控制算法的分布式电压二次控制策略.设计了一种多步长预测一致性模型作为电压预测模型,通过目标函数最小化求解预测系数,得到最优电压二次控制补偿量加入一次控制中,将传统一致性算法中比例积分控制器下的偏差调节问题转化为模型预测控制器下的电压跟踪问题进行求解,从而实现对直流母线电压动态响应的滚动优化.该方法有效解决了传统一致性算法下电压控制策略瞬态特性差和部分工况下存在控制误差等问题,并通过MATLAB/Simulink仿真平台搭建模型验证了不同工况下所提策略的有效性和优越性.     

应用于无功优化控制分区的两层搜索方法

电网分区可用于状态估计、分区控制和并行计算等领域.针对电力系统的无功优化控制分区,文章给出了一种两层搜索的方法,上层由遗传算法负责搜索各分区的第一个节点:下层根据节点间的电气距离和连通关系搜索其它节点,最终将电网划分为内部节点联系紧密的若干个子区域.由于遗传算法只搜索各分区的第一个节点,因此搜索空间大大缩小;下层搜索可自动保证子区域的连通性.分区时考虑各区域规模的平衡和无功控制设备的均衡分布.对多个IEEE系统的分区测试证明了该方法的有效性.     

考虑通信异常的直流微电网储能单元分布式协调控制研究

由于分布式新能源接入的波动性,需要针对孤岛直流微电网配置一定容量的储能设备。为了防止分布式储能单元的过度放电或深度充电,必须保证储能单元充放电过程中荷电状态(state of charge, SOC)均衡。针对该问题,提出了一种考虑通信异常的储能单元分布式控制策略。针对不同额定容量的储能单元,对传统下垂控制进行改进,利用采样保持器周期性修改下垂系数,直至储能单元SOC均衡。并利用电压和电流信息生成单一的补偿环实现输出电流按额定容量的比例分配和直流母线电压补偿,降低系统通信能力要求。若通信发生故障,通过Dijkstra算法更新拓扑结构矩阵,基于改进后的动态一致性算法获取相邻节点的信息,得到新通信拓扑结构下的信息平均值;并通过频域分析证明系统的稳定性。最后,在RTLAB平台中搭建4种案例模型,验证所提控制策略的有效性。     

基于一致性理论的多源直流配网功率自适应控制策略

在含高比例分布式电源的直流配网中,为实现有效的功率均衡与调度,文中提出一种基于一致性理论的分布式自适应功率协调控制策略,系统中各单元光伏、储能等均为可参与调度与控制的节点。提出将功率偏差和均衡系数同时作为各个节点间状态变量,各个节点通过相邻节点间状态变量交互和迭代,多组分布式电源可根据调度指令等自适应调整运行状态。在有效接受实时调度指令和储能最优控制的前提下,充分利用分布式电源自身的调节能力平抑系统内源荷功率不平衡,并且通过修正分布式电源的功率参考指令,保证各组分布式电源在不同运行场景下承担的功率和其额定容量成正比。当个别分布式电源因出力有限而失去调节能力时,仍可确保其他单元利用率的均衡。多种场景下的仿真结果验证了所提策略的有效性。     

计及设备损耗成本的含光储配电网分布式电压控制策略

针对分布式光伏接入配电网带来的电压越限问题，考虑电池储能与光伏逆变器的调压经济性，本文基于一致性算法提出一种计及设备寿命损耗成本的分布式电压控制策略。首先，分析光伏逆变器与储能的调压机理，推导出可用于分布式迭代计算的配电网电压灵敏度参数；其次，分别建立储能电池与光伏逆变器的寿命损耗模型，并利用寿命损耗模型推导出单位功率成本模型，再结合电压灵敏度参数构建出单位调压成本模型；然后，以单位调压成本作为一致性变量，设计基于一致性算法的分布式电压控制策略，得到各节点储能与光伏逆变器的功率调节方案。算例结果表明，所提控制策略能够兼顾各节点设备寿命损耗与总体调压经济性，在有效抑制电压越限的前提下充分降低配电网电压控制成本。     

基于改进Jacobian-Free Newton-GMRES(m)的电力系统分布式潮流计算

为了提高互联电网分布式潮流算法的实用性,应尽可能减少协调计算中的交换信息.文中采用隐函数方式表示分布式潮流的边界协调方程,并采用具有自适应预处理能力的Newton-GMRES(m)方法构建分解协调算法.该方法具有Jacobian-Free特性,协调计算中只需要交换边界节点状态信息.以IEEE标准系统和大规模实际系统为算例的测试结果表明,新的分布式潮流算法具有较高的收敛性,数据交换接口简单,实用性强,适合于求解连续变化的分布式潮流问题.     

Optimal Planning of Distributed Generators in Distribution Networks Using Modified Firefly Method

Abstract—This article presents a novel algorithm for optimal planning of a dispatchable distributed generator connected to the distribution networks. The proposed algorithm modifies the traditional firefly method to be able to deal with the practically constrained optimization problems by proposing formulas for tuning the algorithm parameters and updating equations. The proposed algorithm rigidly determines the optimal location and size of the distributed generation units in order to minimize the system power loss without violating the system practical constraints. Moreover, the optimal distributed generator location and minimum size for achieving a certain specified power loss are determined using the proposed method and compared to the results of a proposed heuristic technique. The distributed generation units in the proposed algorithms are modeled as voltage controlled nodes with the flexibility to be converted to constant power nodes in the case of reactive power limit violation. The proposed algorithms are implemented in MATLAB and tested on the IEEE 33-bus and the IEEE 37-nodes feeder. The results that are via comparison with published results obtained from other competing methods show the effectiveness, accuracy, and speed of the proposed method.