本發(fā)明屬于能源互聯(lián)網(wǎng)控制領(lǐng)域，尤其是一種基于能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制方法。

背景技術(shù)：
能源互聯(lián)網(wǎng)是能源和互聯(lián)網(wǎng)深度融合的新型能源系統(tǒng)，開放是其最核心的理念，互聯(lián)網(wǎng)思維和技術(shù)的深度融入是其關(guān)鍵特征。能源互聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)由“能源系統(tǒng)的類互聯(lián)網(wǎng)化”和“互聯(lián)網(wǎng)+”兩層組成。從電力工業(yè)的角度出發(fā)，則期望利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建一個數(shù)字信息化多能源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將能源資源開發(fā)、輸送、存儲、發(fā)電、輸電、配電、供電、售電、服務(wù)以及儲能與能源終端用戶的各種電氣設(shè)備和其它用能設(shè)施結(jié)合在一起，通過智能化管理技術(shù)實現(xiàn)精確供能、對應(yīng)供能、互助供能和互補供能，將能源利用效率和可再生能源發(fā)電的接納能力提高到全新水平，將污染和溫室氣體排放降低到可接受程度，將用戶成本和供電效益調(diào)整到最佳狀態(tài)，進而到達“主動接納可再生能源發(fā)電、優(yōu)化配置多能源發(fā)電、智能管理負荷需求側(cè)用電”的目的，這也正是能源互聯(lián)網(wǎng)下智能電網(wǎng)的訴求和愿景。能源互聯(lián)網(wǎng)下智能電網(wǎng)的控制技術(shù)有兩大特點：1、為了解決可再生能源資源與負荷集中區(qū)“逆向分布”問題，智能電網(wǎng)應(yīng)該是集中式與分布式相結(jié)合(分布式協(xié)調(diào))、遠距離大電網(wǎng)輸送與區(qū)域微網(wǎng)就地消納相結(jié)合(大電網(wǎng)與微電網(wǎng)互聯(lián))的形式，進而保證系統(tǒng)能夠最大限度的接納可再生能源發(fā)電；2、智能電網(wǎng)應(yīng)該是橫向多能源時空互補，縱向源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)互動，進而提升可再生能源的接納能力和需求側(cè)智能參與調(diào)節(jié)的能力。目前針對大電網(wǎng)與微電網(wǎng)互聯(lián)供電的能源網(wǎng)絡(luò)的研究多數(shù)采用上層優(yōu)化能量管理、下層就地控制的分布式協(xié)調(diào)控制方式，即上層利用優(yōu)化的能量管理策略來實現(xiàn)各分布式發(fā)電單元的最佳功率調(diào)度，下層利用就地控制來執(zhí)行單元系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)，該方案是集中式和分布式相結(jié)合最行之有效的方法之一。然而，源-網(wǎng)-荷-儲互聯(lián)的能源網(wǎng)絡(luò)不僅具有復雜多樣的連續(xù)動態(tài)行為，更加突顯相互交織的多模態(tài)邏輯切換行為，如大電網(wǎng)故障和故障恢復、可再生能源發(fā)電單元的運行模態(tài)受制于自然條件的隨機啟停、以及電動汽車新興負荷“即插即用”的用電模式等會常常觸發(fā)相關(guān)的儲能裝置充電、放電和停止運行模式的轉(zhuǎn)換，甚至會導致需求側(cè)的甩負荷等切換行為。因此，從能源互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的混雜動態(tài)行為出發(fā)，為了確保其最大限度地利用可再生能源為多變負荷提供持續(xù)可靠的電力供應(yīng)，在能量優(yōu)化調(diào)度的前提下，能源網(wǎng)絡(luò)的運行控制既需要按照優(yōu)化邏輯關(guān)系對其運行模態(tài)進行協(xié)調(diào)切換，也需要在切換行為下其對動態(tài)行為進行分布式調(diào)節(jié)，進而實現(xiàn)多能源時空互補、源-網(wǎng)-荷-儲協(xié)調(diào)互動的控制目的，這就是能源網(wǎng)絡(luò)的混雜系統(tǒng)控制理念。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制方法，基于分布式協(xié)調(diào)混雜控制網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建多智能體分布式協(xié)調(diào)控制網(wǎng)絡(luò)，決策和執(zhí)行不同控制目標和不同領(lǐng)域的混雜控制，使能源網(wǎng)絡(luò)智能地實現(xiàn)分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的運行模式的柔性重組和協(xié)調(diào)切換，同時實現(xiàn)不同運行模式下的分布式動態(tài)調(diào)節(jié)，確保供電的安全性和穩(wěn)定性。實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基于能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制方法，包括以下步驟：步驟1：構(gòu)建能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制網(wǎng)絡(luò)，包括依次相連的一級雙向能源流動變流器智能體、二級協(xié)調(diào)控制智能體和若干三級單元智能體，所述一級雙向能源流動變流器智能體用于決策和執(zhí)行主網(wǎng)與微電網(wǎng)之間聯(lián)網(wǎng)和獨島的供電模式切換以及決策和執(zhí)行分布式就地動態(tài)控制，二級協(xié)調(diào)控制智能體用于決策分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式的協(xié)調(diào)切換控制，三級單元智能體用于執(zhí)行分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式的協(xié)調(diào)切換控制、決策和執(zhí)行分布式可再生能源、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的內(nèi)部運行模式的分布式切換控制以及決策和執(zhí)行分布式就地動態(tài)控制；步驟2：構(gòu)建混合能源發(fā)電系統(tǒng)的微分混雜離散并行系統(tǒng)DHPN模型，所述DHPN模型由PD、TD、PDF、TDF、Pre、Pos、τ、MD0、AN九個元素集合組成；步驟3：一級雙向能源流動變流器智能體決策和執(zhí)行主網(wǎng)和微電網(wǎng)互聯(lián)供電模式切換控制，觸發(fā)DHPN模型中的PD、TD、PDF、TDF隨τ產(chǎn)生相對應(yīng)的變遷；具體為：當能源網(wǎng)絡(luò)正常運行時，一級雙向能源流動變流器智能體運行在電壓控制模式；當一級雙向能源流動變流器智能體判斷出主網(wǎng)與微電網(wǎng)之間雙向傳輸功率達到變流器的上限值，且能源網(wǎng)絡(luò)直流母線電壓變化超出安全范圍時，一級雙向能源流動變流器智能體運行在限流控制模式，當一級雙向能源流動變流器智能體判斷出主網(wǎng)與微電網(wǎng)之間雙向傳輸功率退出限幅狀態(tài)時，一級雙向能源流動變流器智能體切換回電壓控制模式；當一級雙向能源流動變流器智能體根據(jù)故障檢測信息判斷主網(wǎng)發(fā)生故障時，一級雙向能源流動變流器智能體切換到停止運行模式，當故障清除時，一級雙向能源流動變流器智能體切換回電壓控制模式步驟4：二級協(xié)調(diào)控制智能體決策分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式的協(xié)調(diào)切換控制，通過交互行為發(fā)送到三級單元智能體執(zhí)行，觸發(fā)DHPN模型中的PD、TD、PDF、TDF隨τ產(chǎn)生相對應(yīng)的變遷；具體為：當一級雙向能源流動變流器智能體運行在電壓控制模式時，二級協(xié)調(diào)控制智能體指令儲能裝置單元運行在功率控制模式、指令可再生能源發(fā)電單元運行在最大功率點跟蹤MPPT模式，并通過交互行為發(fā)送到三級單元智能體執(zhí)行；當一級雙向能源流動變流器智能體運行在限流控制模式時，二級協(xié)調(diào)控制智能體指令儲能裝置單元運行在電壓控制模式、指令可再生能源發(fā)電單元運行在MPPT模式，并通過交互行為發(fā)送到三級單元智能體執(zhí)行；當一級雙向能源流動變流器智能體切換到停止運行模式時，二級協(xié)調(diào)控制智能體指令儲能裝置單元運行在電壓控制模式、指令可再生能源發(fā)電單元運行在功率控制模式或MPPT模式，并通過交互行為發(fā)送到三級單元智能體執(zhí)行；當儲能裝置單元的電荷存儲達到上限或下限值時，二級協(xié)調(diào)控制智能體指令儲能裝置單元停止運行、指令可再生能源發(fā)電單元運行在電壓控制模式，并由三級單元智能體執(zhí)行；當能源網(wǎng)絡(luò)母線電壓下降至超出安全范圍時，二級協(xié)調(diào)控制智能體根據(jù)母線電壓下降幅度指令分級甩負荷，并由三級單元智能體執(zhí)行；步驟5：三級單元智能體決策和執(zhí)行分布式可再生能源、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的內(nèi)部運行模式的分布式切換控制，觸發(fā)DHPN模型中的PD、TD、PDF、TDF隨τ產(chǎn)生相對應(yīng)的變遷；具體為：步驟5-1：根據(jù)分布式可再生能源、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的運行模式約束條件，構(gòu)建約束違反函數(shù)；步驟5-2：對應(yīng)每個約束違反函數(shù)，由各三級單元智能體按照分布式可再生能源、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的內(nèi)部運行模式的邏輯關(guān)系決策并執(zhí)行模式切換控制；步驟6：一級雙向能源流動變流器智能體和三級單元智能體決策分布式就地動態(tài)控制策略和執(zhí)行相應(yīng)的分布式就地動態(tài)控制，觸發(fā)DHPN模型中的PD、TD、PDF、TDF隨τ產(chǎn)生相對應(yīng)的變遷，具體為：針對分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的不同運行模式以及在各運行模式下的動態(tài)行為特性，構(gòu)建就地動態(tài)控制策略，由一級雙向能源流動變流器智能體和三級單元智能體執(zhí)行相應(yīng)的控制策略。作為本發(fā)明基于能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制方法的進一步優(yōu)選方案，可再生能源發(fā)電單元包括風力發(fā)電單元和光伏發(fā)電單元。作為本發(fā)明基于能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制方法的進一步優(yōu)選方案，交互行為具體為：同等級智能體之間為非主從交互行為，單元制智能體與上層協(xié)調(diào)控制智能體之間為主從交互行為。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：1、本發(fā)明的方法根據(jù)不同的事件信息構(gòu)建觸發(fā)函數(shù)和約束違反函數(shù)觸發(fā)下的混雜控制，使能源網(wǎng)絡(luò)能按照優(yōu)化邏輯關(guān)系執(zhí)行控制模式的動態(tài)切換和分布式就地動態(tài)調(diào)節(jié)；2、本發(fā)明以先進的數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)和無縫的通訊系統(tǒng)為技術(shù)支撐，根據(jù)不同的控制目標和管控范圍，實現(xiàn)分布式協(xié)調(diào)控制；3、本發(fā)明的方法能夠在最大限度利用可再生能源的前提下，優(yōu)化配置多能源發(fā)電，確保供電的安全可靠性。附圖說明圖1是本發(fā)明的主網(wǎng)與微電網(wǎng)互聯(lián)供電的能源網(wǎng)絡(luò)；圖2是本發(fā)明的分布式協(xié)調(diào)混雜控制架構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖；圖3是本發(fā)明的基于微分混雜離散并行系統(tǒng)模型在事件觸發(fā)下的分布式協(xié)調(diào)混雜控制模型；圖4是本發(fā)明的各運行模式下分布式就地動態(tài)控制策略示意圖。具體實施方式下面詳細描述本發(fā)明的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。針對如圖1所示的主網(wǎng)與微電網(wǎng)互聯(lián)供電的能源網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建如圖2所示的分布式協(xié)調(diào)混雜控制架構(gòu)，并提出一種基于能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制方法，包括以下步驟：步驟1：構(gòu)建能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制網(wǎng)絡(luò)，包括依次相連的一級雙向能源流動變流器智能體、二級協(xié)調(diào)控制智能體和若干三級單元智能體，所述一級雙向能源流動變流器智能體用于決策和執(zhí)行主網(wǎng)與微電網(wǎng)之間聯(lián)網(wǎng)和獨島的供電模式切換以及決策和執(zhí)行分布式就地動態(tài)控制，二級協(xié)調(diào)控制智能體用于決策分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式的協(xié)調(diào)切換控制，三級單元智能體用于執(zhí)行分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式的協(xié)調(diào)切換控制、決策和執(zhí)行分布式可再生能源、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的內(nèi)部運行模式的分布式切換控制以及決策和執(zhí)行分布式就地動態(tài)控制。一級雙向能源流動變流器智能體和二級協(xié)調(diào)控制智能體通過過濾和篩選來自信息網(wǎng)絡(luò)的標準化知識信息，智能地決策切換控制。三級單元智能體是具有反應(yīng)層和審議層的混合型智能體，反應(yīng)層能對運行環(huán)境的變化快速做出反應(yīng)，保證能源網(wǎng)絡(luò)對環(huán)境變化的自適應(yīng)性；審議層能夠?qū)⒎植际娇稍偕茉?、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的狀態(tài)處理為知識信息，并以此來智能地決策和執(zhí)行分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置內(nèi)部模態(tài)的切換控制和就地動態(tài)控制。該分布式協(xié)調(diào)混雜控制網(wǎng)絡(luò)，縱向智能體之間為主從交互方式，即上層向下層智能體發(fā)送的切換控制請求具有最高優(yōu)先權(quán)，橫向單元智能體之間為非主從交互方式，即橫向單元智能體具有平等的交互權(quán)利。步驟2：在能源互聯(lián)電力系統(tǒng)的分布式協(xié)調(diào)混雜控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建混合能源發(fā)電系統(tǒng)的微分混雜離散并行系統(tǒng)DHPN模型。在能源網(wǎng)絡(luò)里，分布式可再生能源、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置需要根據(jù)主網(wǎng)與微電網(wǎng)的互聯(lián)供電模式，按照一定的順序和間隔時間進行運行模式的協(xié)調(diào)切換，而它們也受風、光等自然條件、電荷存儲條件以及負荷需求側(cè)管理等約束而隨機切換，這些切換又會引起其他單元的連鎖切換，由此可見，能源網(wǎng)絡(luò)中分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式的邏輯關(guān)系十分復雜。因此，本方法采用微分混雜Petri-net(DHPN)對能源網(wǎng)絡(luò)進行建模，該模型不僅能夠描述分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式的邏輯切換關(guān)系，也能夠描述不同運行模式下的單元系統(tǒng)動態(tài)行為，只有基于該DHPN模型，通過設(shè)計混雜控制策略，才能建立起分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置之間運行模式優(yōu)化的邏輯切換關(guān)系，并按照一定順序和時間智能地執(zhí)行切換，同時也能夠?qū)崿F(xiàn)切換行為下的分布式動態(tài)調(diào)節(jié)。所述DHPN模型由PD、TD、PDF、TDF、Pre、Pos、τ、MD0、AN九個元素組成，具體為：PD∈{PG1,...,PG3,PB1,...,PB4,PW1,...,PW5,PP1,...,PP3,PL1,...,PL(n+1)}為能源互聯(lián)電力系統(tǒng)離散庫所，包含能源互聯(lián)電力系統(tǒng)中分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的運行模式；TD∈{TG1,...,TG4,TB1,...,TB6,TW1,...,TW9,TP1,...,TP5,TL1,...,TLn,TLr1,...,TLrn}為能源互聯(lián)電力系統(tǒng)離散變遷，包含能源互聯(lián)電力系統(tǒng)中分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的運行模式切換行為；PDF∈{PGf,PBf,PPf,PWf,PLf}為能源互聯(lián)電力系統(tǒng)微分庫所，包含能源互聯(lián)電力系統(tǒng)中分布式可再生能源、主網(wǎng)和微電網(wǎng)、負荷需求側(cè)、分布式儲能裝置的連續(xù)狀態(tài)；TDF∈{TG1f,TG2f,TB1f,TB2f,TW1f,...,TW4f,TP1f,TP2f,TL1f,...,TL3f}為能源互聯(lián)電力系統(tǒng)微分變遷，包...