CN104218598A - 一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法。在进行多个分布式储能系统的协调控制时，各分布式储能系统进行迭代优化计算，在每次迭代过程中引入总功率偏差衡量参数和功率变化率，通过计算功率变化量分别对总功率偏差衡量参数、功率变化率进行迭代修正，使得各个分布式储能系统的功率变化率一致，完成分散自律控制。本发明可同时调节多个离散储能系统来为电力系统提供服务；基于连接控制对象的通信网络而设计的，能满足电力系统的功率平衡要求和离散储能系统的合理利用原则，使分布式储能系统运行在一个综合优化后的状态。

Description

一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法

技术领域

本发明涉及一种储能系统的分散自律控制方法，尤其是涉及一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法。

背景技术

现今的储能配置方式主要有两种：集中式和分布式。分布式储能尽管配置分散，但如果进行协调控制，从功能上等同于一个大储能系统。此大储能系统的功率容量和能量容量理论上是各小储能系统的叠加，因此可以更好地起到削峰填谷、抑制可再生能源发电功率波动、稳定电压波动、调节频率等作用。

对于n个分布式储能系统组成的综合储能系统，各分布式储能系统在某一时刻的计划功率可由离线的优化运行分析得到，从而综合储能系统的计划总功率已知。而离线的储能系统优化运行策略往往基于小时前甚至日前，所以分布式储能系统的实时运行功率需要在离线优化运行分析结果的基础上做进一步调整，使得综合储能系统能够起到平滑可再生能源的功率和削峰填谷等作用。

为实现上述控制目标，可以采用集中式控制模式和分布式控制模式。

采用集中式控制方式进行多储能系统的实时协调控制时，需要一个中央控制站能够与其余所有分布式储能系统进行通讯并发送指令如图2。集中控制站能接收由上层控制系统的功率指令，在把握全局信息的基础上根据控制目标可以直接给出各个分布式储能系统的实时功率指令。

采用分布式控制方式进行多储能系统实时协调控制时，并不需要与所有分布式储能系统相互通讯的集中控制站，但是其中至少有一个分布式储能系统能接受指令中心给出的功率指令，且所分布式储能系统以某种方式联系在一起如图1，按照一定的分布式控制策略以达到协调优化的控制目标。

发明内容

本发明提出了一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，可同时调节多个离散储能系统(dispersed energy storage systems，DESS)，来为电力系统提供服务。在这个控制方法中，每个控制对象根据自身的局部通信网络决策自身的动作，最后实现所要求的控制目标。

本发明的技术方案采用如下：

在进行多个分布式储能系统的协调控制时，各分布式储能系统进行迭代优化计算，在每次迭代过程中引入总功率偏差衡量参数ω和功率变化率λ，通过计算功率变化量ΔP分别对总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ进行迭代修正，使得各个分布式储能系统的功率变化率λ一致，完成分散自律控制。

当不考虑任何约束时，所述的各分布式储能系统中的从分布式储能系统的总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ具体采用以下公式进行迭代修正，直到功率变化率λ不再改变：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_i(k+1)={\mathrm{\ω}}_{i-1}\left(k\right)+{\mathrm{\ΔP}}_i\left(k\right),{\mathrm{\ω}}_0\left(0\right)=0\\ {\mathrm{\λ}}_i(k+1)={\mathrm{\Σ}}_{j=\mathrm{1,2},....,n}{d}_{\mathrm{ij}}{\mathrm{\λ}}_j\left(k\right)\\ {\mathrm{\ΔP}}_i(k+1)=u_i{P}_{0i}{\mathrm{\λ}}_i(k+1)\end{array}\right.$

其中，i为从分布式储能系统的序号，i＝1,…,n-1，k＝0,1,2,...表示迭代次数，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_i(k)表示第i个从分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，P_0i表示第i个从分布式储能系统的初始功率，u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，d_ij为从分布式储能系统功率变化率的变化系数，ω_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_i-1(k)表示第i-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数，λ_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率，u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，λ_j(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率。

所述的从分布式储能系统功率变化率的变化系数d_ij采用以下公式进行计算：

d_ij＝|l_ij|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_ij|,i＝1,...,n-1

其中，l_ij是拉普拉斯矩阵L的对应元素，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号。

当不考虑任何约束时，所述的各分布式储能系统中的主分布式储能系统的总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ具体采用以下公式进行迭代修正：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_n(k+1)={\mathrm{\ω}}_{n-1}\left(k\right)+{\mathrm{\ΔP}}_n\left(k\right)\\ {\mathrm{\λ}}_n(k+1)={\mathrm{\Σ}}_{j=\mathrm{1,2},....,n}{d}_{\mathrm{nj}}{\mathrm{\λ}}_j\left(k\right)+\mathrm{\ϵ}({\mathrm{\ΔP}}_{\mathrm{\Σ}}-{\mathrm{\ω}}_n\left(k\right))\\ {\mathrm{\ΔP}}_n(k+1)=u_n{P}_{0n}{\mathrm{\λ}}_n\left(k\right)\end{array}\right.$

其中，n为主分布式储能系统的序号，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，ω_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_n-1(k)表示第n-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率，k＝0,1,2,...表示迭代次数，d_nj为主分布式储能系统功率变化率的变化系数，λ_j(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率，ε为收敛参数，ε＞0，ω_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；u_n表示主分布式储能系统的充放电状态，P_0n表示主分布式储能系统的初始功率，λ_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率，ΔP_Σ为所有分布式储能系统的功率变化量总和。

所述的主分布式储能系统功率变化率的变化系数d_nj采用以下公式进行计算：

d_nj＝|l_nj|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_nj|,j＝1,...,n

其中，l_ij是拉普拉斯矩阵L的对应元素，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号。

当考虑分布式储能系统的功率容量约束、前后时刻的出力偏差约束和储能充放电状态约束时，各个从分布式储能系统中引入虚拟功率变化率λ′，总功率偏差衡量参数ω、虚拟功率变化率λ′具体采用以下公式进行迭代修正，直到虚拟功率变化率λ′不再改变，再将虚拟功率变化率λ′与边界条件的比较计算得到实际的功率变化率λ：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\ω}}_1\left(0\right)=0\\ {\mathrm{\ω}}_i(k+1)={\mathrm{\ω}}_{i-1}\left(k\right)+{\mathrm{\ΔP}}_i\left(k\right)\end{array}\right.$

λ_i′(k+1)＝Σ_{j＝1,2,...,n}d_ijλ_j′(k)

${\mathrm{\&lambda;}}_i\left\{\begin{array}{c}{{\mathrm{\&lambda;}}_i}^{\&prime;},{{\mathrm{\&lambda;}}_i}^{\&prime;}\&Element;[{\mathrm{\&lambda;}}_{i\min },{\mathrm{\&lambda;}}_{i\max }]\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i\min },{\mathrm{\&lambda;}}_i^{\&prime;}<{\mathrm{\&lambda;}}_{i\min }\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i\max },{\mathrm{\&lambda;}}_i^{\&prime;}>{\mathrm{\&lambda;}}_{i\max }\end{array}\right.$

ΔP_i(k+1)＝u_iP_0iλ_i(k+1)

其中，i为从分布式储能系统的序号，i＝1,…,n-1，k＝0,1,2,...表示迭代次数，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ω_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_i-1(k)表示第i-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_i′(k+1)为第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的虚拟功率变化率，λ_j′(k)为第j个分布式储能系统在第k次迭代中的虚拟功率变化率，d_ij为从分布式储能系统功率变化率的变化系数；λ_i′为第i个从分布式储能系统最终的虚拟功率变化率，λ_imin为第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值，λ_imax为第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值；u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，ΔP_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化量，P_0i表示第i个从分布式储能系统的初始功率，λ_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率。

当考虑分布式储能系统的功率容量约束、前后时刻的出力偏差约束和储能充放电状态约束时，对于主分布式储能系统中引入虚拟功率变化率λ′，总功率偏差衡量参数ω、虚拟功率变化率λ′具体采用以下公式进行迭代修正，直到虚拟功率变化率λ′不再改变，再将虚拟功率变化率λ′与边界条件的比较计算得到实际的功率变化率λ：

ω_n(k+1)＝ω_n-1(k)+ΔP_n(k)

λ_n′(k+1)＝Σ_{j＝1,2,...,n}d_njλ_j′(k)+ε(ΔP_Σ-ω_n(k))

${\mathrm{\&lambda;}}_n\left\{\begin{array}{c}{{\mathrm{\&lambda;}}_n}^{\&prime;},{{\mathrm{\&lambda;}}_n}^{\&prime;}\&Element;[{\mathrm{\&lambda;}}_{n\min },{\mathrm{\&lambda;}}_{n\max }]\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{n\min },{\mathrm{\&lambda;}}_n^{\&prime;}<{\mathrm{\&lambda;}}_{n\min }\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{n\max },{\mathrm{\&lambda;}}_n^{\&prime;}>{\mathrm{\&lambda;}}_{n\max }\end{array}\right.$

ΔP_n(k+1)＝u_nP_0nλ_n(k+1)

其中，n为主分布式储能系统的序号，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，ω_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_n-1(k)表示第n-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n′(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的虚拟功率变化率，k＝0,1,2,...表示迭代次数，d_nj为主分布式储能系统功率变化率的变化系数，λ_j′(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的虚拟功率变化率，ε为收敛参数，ε＞0，ΔP_Σ为所有分布式储能系统的功率变化量总和，ω_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n′为主分布式储能系统最终的虚拟功率变化率，λ_nmin为主分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值，λ_nmax为主分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值；u_n表示主分布式储能系统的充放电状态，P_0n表示主分布式储能系统的初始功率，λ_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率。

所述的从分布式储能系统中，第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值λ_imin和第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值λ_imax采用以下方式计算：

λ_imin＝(P_imin-P_0i)/u_iP_0i≤0

λ_imax＝(P_imax-P_0i)/u_iP_0i≥0

上式中的从分布式储能系统功率输出的最小值P_imin和从分布式储能系统功率输出的最大值P_imax采用以下方式进行计算：

$P_{i\min }=\max \{-\stackrel{\&OverBar;}{P_i},P_{0i}-\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_i},0(P_{0i}>0)\},i=1,...,n-1$

$P_{i\max }=\min \{\stackrel{\&OverBar;}{P_i},P_{0i}+\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_i},0(P_{0i}<0)\},i=1,...,n-1$

其中，是第i个分布式储能系统的两个连续时间内的功率差额上限；是第i个分布式储能系统的功率容量。

所述的主分布式储能系统中，主分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值λ_nmin和主分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值λ_nmax采用以下方式计算：

λ_nmin＝(P_nmin-P_0n)/u_nP_0n≤0

λ_nmax＝(P_nmax-P_0n)/u_nP_0n≥0

上式中的主分布式储能系统功率输出的最小值P_nmin和主分布式储能系统功率输出的最大值P_nmax采用以下方式进行计算：

$P_{n\min }=\max \{-\stackrel{\&OverBar;}{P_n},P_{0n}-\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_n},0(P_{0n}>0)\}$

$P_{n\max }=\min \{\stackrel{\&OverBar;}{P_n},P_{0n}+\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_n},0(P_{0n}<0)\}$

其中，是主分布式储能系统的两个连续时间内的功率差额上限；是主分布式储能系统的功率容量。

本发明的有益效果是：

本发明的主分布式储能系统在迭代过程通过更新中间变量ω_i可以得到所有储能系统的总出力，也就是说在方法中嵌入了系统总功率的衡量；因此不需要设置中央控制站收集全局信息。

本发明本发明方法摒弃了如图2所示的集中式控制方式而采用了上述分布式控制方式，建设成本低，经济性强；并可在接收调度指令的主分布式储能系统内嵌入控制器，该控制器可视为控制中心。

对所有分布式储能系统迭代过程所需要的信息仅由与其相邻的分布式储能系统提供，即实现了分布式的目的。

描述的方法中，对所有分布式储能系统，迭代过程所需要的信息是相邻的分布式储能系统上次迭代的结果，也就是说所有分布式储能系统迭代可以同步进行，而不需要等待其他分布式储能系统。

本发明控制方法是基于连接控制对象的通信网络而设计的，能满足电力系统的功率平衡要求和离散储能系统的合理利用原则，使分布式储能系统运行在一个综合优化后的状态。

附图说明

图1为本发明方法的多储能系统分布式控制的通信网络拓扑图。

图2为本发明的多储能系统集中式控制的通信网络拓扑图。

图3为本发明的仿真验证中IEEE 123节点配电网系统选取部分示意图。

图4为本发明的仿真验证中对IEEE 123节点配电网系统选取部分所设计的通信网络拓扑图。

图5为本发明的仿真验证中不考虑功率约束时其中三个分布式储能系统的功率变化率图。

图6为本发明的仿真验证中考虑功率约束时三个分布式储能系统的功率变化图和总功率变化图。

图7为本发明的仿真验证中在不同的收敛参数下的功率变化率图。

图8为本发明的仿真验证中改进通信网络拓扑后的功率变化率图。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明方法包括在进行多个分布式储能系统(DESS)的协调控制时，各分布式储能系统进行迭代优化计算，在每次迭代过程中引入总功率偏差衡量参数ω和功率变化率λ，通过计算功率变化量ΔP分别对总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ进行迭代修正，使得各个分布式储能系统的功率变化率λ一致，完成分散自律控制。

当不考虑任何约束时，所述的各分布式储能系统中的从分布式储能系统的总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ具体采用以下公式1进行迭代修正，直到功率变化率λ不再改变：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_i(k+1)={\mathrm{\&omega;}}_{i-1}\left(k\right)+{\mathrm{\&Delta;P}}_i\left(k\right),{\mathrm{\&omega;}}_0\left(0\right)=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_i(k+1)={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=\mathrm{1,2},....,n}{d}_{\mathrm{ij}}{\mathrm{\&lambda;}}_j\left(k\right)\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_i(k+1)=u_i{P}_{0i}{\mathrm{\&lambda;}}_i(k+1)\end{array}\right.---\left(1\right)$

其中，i为从分布式储能系统的序号，i＝1,…,n-1，即1≤i≤n-1，k＝0,1,2,...表示迭代次数，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_i(k)表示第i个从分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，P_0i表示第i个从分布式储能系统的初始功率，u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，d_ij为从分布式储能系统功率变化率的变化系数，ω_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_i-1(k)表示第i-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数，λ_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率，u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，λ_j(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率。

从上式可知第i个分布式储能系统的总功率衡量参数ω_i衡量了第1～i个分布式储能系统的功率偏差总和。

对于d_ij，当且仅当第i个从分布式储能系统和第j个从分布式储能系统相连时d_ij≠0，因此λ_i只需根据与它相连分布式储能系统的功率变化率来修正。

从分布式储能系统功率变化率的变化系数d_ij采用以下公式进行计算：

d_ij＝|l_ij|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_ij|,i＝1,...,n-1   (2)

其中，l_ij是拉普拉斯矩阵L的对应元素，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号。

当不考虑任何约束时，所述的各分布式储能系统中的主分布式储能系统的总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ具体采用以下公式3进行迭代修正：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_n(k+1)={\mathrm{\&omega;}}_{n-1}\left(k\right)+{\mathrm{\&Delta;P}}_n\left(k\right)\\ {\mathrm{\&lambda;}}_n(k+1)={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=\mathrm{1,2},....,n}{d}_{\mathrm{nj}}{\mathrm{\&lambda;}}_j\left(k\right)+\mathrm{\&epsiv;}({\mathrm{\&Delta;P}}_{\mathrm{\&Sigma;}}-{\mathrm{\&omega;}}_n\left(k\right))\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_n(k+1)=u_n{P}_{0n}{\mathrm{\&lambda;}}_n\left(k\right)\end{array}\right.---\left(3\right)$

其中，n为主分布式储能系统的序号，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，ω_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_n-1(k)表示第n-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率，k＝0,1,2,...表示迭代次数，d_nj为主分布式储能系统功率变化率的变化系数，λ_j(k)表示第j个从分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率，ε为收敛参数，ε＞0，ω_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；u_n表示主分布式储能系统的充放电状态，P_0n表示主分布式储能系统的初始功率，λ_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率，ΔP_Σ为所有分布式储能系统的总功率变化量总和。

上式中ω_n值衡量了所有分布式储能系统的总功率偏差；所有分布式储能系统的总功率变化量总和ΔP_Σ与目标功率偏差衡量参数在主上述公式中分布式储能系统的功率变化率修正中体现；

主分布式储能系统功率变化率的变化系数d_nj采用以下公式4进行计算：

d_nj＝|l_nj|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_nj|,j＝1,...,n   (4)

其中，l_nj是拉普拉斯矩阵L的对应元素，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号。

对于d_nj，当且仅当主分布式储能系统和第j个分布式储能系统相连时d_nj≠0，因此λ_n只需根据与它相连分布式储能系统的功率变化率来修正。

当不考虑任何约束时，从分布式储能系统的和主分布式储能系统的总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ的迭代修正过程可转为矩阵形式，如以下公式5：

$\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}}(k+1)\\ \stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&omega;}}(k+1)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}D& -\mathrm{\&epsiv;H}\\ \mathrm{\&Lambda;}& M\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&lambda;}}\left(k\right)\\ \stackrel{\&OverBar;}{\mathrm{\&omega;}}\left(k\right)\end{array}\right]{+\mathrm{\&epsiv;\&Delta;P}}_{\mathrm{\&Sigma;}}\left[\begin{array}{c}{e}_n\\ 0_{n*1}\end{array}\right]---\left(\text{5}\right)$

其中，H=[0_n*(n-1),e_n]∈R^n*n,Λ=diag{u₁P_01,...,u_nP_0n},I_n*n是一个n维的单位矩阵，e_i是I_n*n的第i列，e_n是I_n*n的第n列，M＝[e₂,...,e_n,0]是n*n的矩阵，ΔP_Σ为所有分布式储能系统的总功率变化量总和，和分别是λ_i和ω_i组成的向量，D是一个n*n的矩阵，其第i行第j列的元素就是d_ij。为第k+1次迭代计算中功率变化率的向量，为第k+1次迭代计算中总功率偏差衡量参数的向量，Λ为分布式储能系统充放电初始功率阵。

由于通信网络按照所定义的矩阵D满足引理中收敛性的条件，因此可以推断该方法是自动收敛的。

因此，方法收敛到各分布式储能系统的功率变化率相等，综合储能系统的总出力为ΣP_i+ΔP_Σ，也就是说所设计的分散自律控制方法达到了预期的控制目标。

当考虑分布式储能系统的功率容量约束、前后时刻的出力偏差约束和储能充放电状态约束时，各个从分布式储能系统中引入虚拟功率变化率λ′，总功率偏差衡量参数ω、虚拟功率变化率λ′具体采用以下公式6～9进行迭代修正，直到虚拟功率变化率λ′不再改变，再将虚拟功率变化率λ′与边界条件的比较计算得到实际的功率变化率λ：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_1\left(0\right)=0\\ {\mathrm{\&omega;}}_i(k+1)={\mathrm{\&omega;}}_{i-1}\left(k\right)+{\mathrm{\&Delta;P}}_i\left(k\right)\end{array}\right.---\left(6\right)$

λ_i′(k+1)＝Σ_{j＝1,2,...,n}d_ijλ_j′(k)   (7)

${\mathrm{\&lambda;}}_i\left\{\begin{array}{c}{{\mathrm{\&lambda;}}_i}^{\&prime;},{{\mathrm{\&lambda;}}_i}^{\&prime;}\&Element;[{\mathrm{\&lambda;}}_{i\min },{\mathrm{\&lambda;}}_{i\max }]\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i\min },{\mathrm{\&lambda;}}_i^{\&prime;}<{\mathrm{\&lambda;}}_{i\min }\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i\max },{\mathrm{\&lambda;}}_i^{\&prime;}>{\mathrm{\&lambda;}}_{i\max }\end{array}\right.---\left(8\right)$

ΔP_i(k+1)＝u_iP_0iλ_i(k+1)   (9)

其中，i为从分布式储能系统的序号，i＝1,…,n-1，即1≤i≤n-1，k＝0,1,2,...表示迭代次数，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ω_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_i-1(k)表示第i-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_i′(k+1)为第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的虚拟功率变化率，λ_j′(k)为第j个分布式储能系统在第k次迭代中的虚拟功率变化率，d_ij为从分布式储能系统功率变化率的变化系数；λ_i′为第i个从分布式储能系统最终的虚拟功率变化率，λ_imin为第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值，λ_imax为第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值；u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，ΔP_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化量，P_0i表示第i个从分布式储能系统的初始功率，λ_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率。

对第i个分布式储能系统总功率偏差衡量参数ω_i的修正方法和功率变化量的计算方法，与不考虑功率约束的情况相同；本发明利用相邻分布式储能系统的信息，进行虚拟功率变化率的修正。

当考虑分布式储能系统的功率容量约束、前后时刻的出力偏差约束和储能充放电状态约束时，对于主分布式储能系统中引入虚拟功率变化率λ′，总功率偏差衡量参数ω、虚拟功率变化率λ′具体采用以下公式10～13进行迭代修正，直到虚拟功率变化率λ′不再改变，再将虚拟功率变化率λ′与边界条件的比较计算得到实际的功率变化率λ：

ω_n(k+1)＝ω_n-1(k)+ΔP_n(k)   (10)

λ_n′(k+1)＝Σ_{j＝1,2,...,n}d_njλ_j′(k)+ε(ΔP_Σ-ω_n(k))   (11)

${\mathrm{\&lambda;}}_n\left\{\begin{array}{c}{{\mathrm{\&lambda;}}_n}^{\&prime;},{{\mathrm{\&lambda;}}_n}^{\&prime;}\&Element;[{\mathrm{\&lambda;}}_{n\min },{\mathrm{\&lambda;}}_{n\max }]\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{n\min },{\mathrm{\&lambda;}}_n^{\&prime;}<{\mathrm{\&lambda;}}_{n\min }\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{n\max },{\mathrm{\&lambda;}}_n^{\&prime;}>{\mathrm{\&lambda;}}_{n\max }\end{array}\right.---\left(12\right)$

ΔP_n(k+1)＝u_nP_0nλ_n(k+1)   (13)

其中，n为主分布式储能系统的序号，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，ω_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_n-1(k)表示第n-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n′(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的虚拟功率变化率，k＝0,1,2,...表示迭代次数，d_nj为主分布式储能系统功率变化率的变化系数，λ_j′(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的虚拟功率变化率，ε为收敛参数，ε＞0，ΔP_Σ为所有分布式储能系统的功率变化量总和，ω_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n′为主分布式储能系统最终的虚拟功率变化率，λ_nmin为主分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值，λ_nmax为主分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值；u_n表示主分布式储能系统的充放电状态，P_0n表示主分布式储能系统的初始功率，λ_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率。

从分布式储能系统中，第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值λ_imin和第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值λ_imax采用以下公式14和公式15计算：

λ_imin＝(P_imin-P_0i)/u_iP_0i≤0   (14)

λ_imax＝(P_imax-P_0i)/u_iP_0i≥0   (15)

上式中的系统功率输出的最小值P_imin和系统功率输出的最大值P_imax采用以下公式16和公式17进行计算：

$P_{i\min }=\max \{-\stackrel{\&OverBar;}{P_i},P_{0i}-\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_i},0(P_{0i}>0)\},i=1,...,n-1---\left(16\right)$

$P_{i\max }=\min \{\stackrel{\&OverBar;}{P_i},P_{0i}+\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_i},0(P_{0i}<0)\},i=1,...,n-1---\left(17\right)$

其中，是第i个分布式储能系统的两个连续时间内的功率差额上限；是第i个分布式储能系统的功率容量。

主分布式储能系统中，主分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值λ_nmin和主分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值λ_nmax采用以下公式18和公式19计算：

λ_nmin＝(P_nmin-P_0n)/u_nP_0n≤0   (18)

λ_nmax＝(P_nmax-P_0n)/u_nP_0n≥0   (19)

上式中的系统功率输出的最小值P_nmin和系统功率输出的最大值P_nmax采用以下公式20和公式21进行计算：

$P_{n\min }=\max \{-\stackrel{\&OverBar;}{P_n},P_{0n}-\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_n},0(P_{0n}>0)\}---\left(20\right)$

$P_{n\max }=\min \{\stackrel{\&OverBar;}{P_n},P_{0n}+\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_n},0(P_{0n}<0)\}---\left(21\right)$

其中，是主分布式储能系统的两个连续时间内的功率差额上限；是主分布式储能系统的功率容量。

现有技术中，当采用集中式控制方式进行多储能系统的实时协调控制时，通信网络需要一个中央控制站与其余所有分布式储能系统进行通讯并发送指令，如图2。由于中央控制站的建设成本较高，经济性不强，本发明方法摒弃了集中式控制方式而采用了上述分布式控制方式，建设成本低，经济性强。

本发明的通信网络拓扑均基于图论的相关概念，而分布式方法的收敛性的讨论由线性迭代法的收敛性引理给出。本发明涉及的图论概念和关于线性迭代的收敛性引理具体采用以下方式：

在图论中，本发明有如下定义：

首先，定义一个图G，若G中所有顶点间的连线并无起点与终点的区别，则称G为无向图。同一条边的两个端点叫做邻顶。

同时在图G中，起点和终点重合的道路称为回路。若两顶点间存在道路能够相互连接，则称这两顶点在图G中连通。若G中任意两顶点均连通，则称G为连通图。

然后，对顶点个数为n的图G，拉普拉斯矩阵L＝[l_ij]∈R^n×n，其对角元素l_ij(i＝j)为第i个顶点所连接的边的个数，非对角元素则由下式决定

对无向图，拉普拉斯矩阵L为对称矩阵且有以下特性：

(1)L的所有行的和，所有列的和均为零。

(2)L为对称矩阵，且是半正定的。

(3)L第二小的特征值反应了图的代数连通性。当G为连通图时，该特征值大于零。

线性迭代法的收敛性引理则为：

假设对具有n个顶点的图G而言，各个顶点有一个初始值x_i(0)∈R，则向量x(0)＝(x₁(0),x₂(0),…,x_n(0))表示了各个顶点的初始值情况。基于此，如果矩阵D内的元素是不随时间变化的定值，则以下式22所示为一线性迭代过程。

x(k+1)＝Dx(k)   (22)

其中k＝0,1,2,...是离散的时间变量。

若行随机矩阵D满足以下条件：1)D为对称矩阵，即D＝D^T；2)每行的和为1，即D·1＝1；3)ρ(D-1·1^T)＜1(其中ρ(-)表示矩阵的谱半径即矩阵特征值的最大绝对值；1∈Rⁿ是一列向量)，则上述线性迭代过程能自动收敛到初始变量的平均值

而式22定义的矩阵D＝[d_ij]就满足上述条件，d_ij＝|l_ij|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_ij|,i＝1,...,n，其中l_ij是拉普拉斯矩阵L的对应元素。图G的代数连通性是影响线性迭代法收敛性的关键参数。

本发明的原理如下：

假设储能系统间信息交换是双向的，因此可用一个无向图G_n来表示连接所有分布式储能系统之间的通信网络，其中n为储能系统的个数。

分布式控制模式下，无论采用哪种分布式控制方法，图G_n均需要满足以下三点要求：

(1).必须是一个连通图。这点是显而易见的，而且图G_n的连通性是任何分布式控制方法得以收敛的必要条件；

(2).考虑经济性，图的拓扑应尽量简单。在已经能够实现分布式控制目标的通信网络上，尽量不要增加或少增加额外的通信通道，以减少投资成本。

(3).能够对储能系统的总功率进行衡量。由于储能系统总功率必须满足电力系统运行要求，因此无论在哪种控制模式下总功率都是需要衡量的。集中控制模式利用一个中央控制器获得所有储能系统的功率信息；分布式控制模式下不具备这样的中央控制器，因此需要以合适的网络拓扑为基础，采用一定的方法得到储能系统总功率。显然设计网络拓扑时需要参考以下因素：衡量储能系统总功率的方法越简单越好。

根据上述三点要求，设想图G_n存在一条包含n个顶点的轨道，如图1中储能系统间的实直线所示，显然按照轨道上顶点的先后顺序逐个逐个累加各储能的功率可以获得总功率的信息。按照这种逐个累加的总功率衡量方法，包含n个顶点的轨道是满足上述要求的最为简单的拓扑。

考虑的通信网络的有效性以及分布式控制的鲁棒性，仅仅在图G_n中存在一条含有n个顶点的轨道是不够的。因此希望通信网络能进一步满足所谓的“N-1”规则，也就是说，当有一条通信通道或者一个分布式储能系统出现故障时，余下的通信网络依然适合采用分布式控制模式，也就是说至少满足上述三个要求。自然而言的，连接该轨道的首尾顶点形成一个n阶圈，那么任一通信通道或者储能系统出现故障时，网络拓扑仍满足上文所述的三个要求，即满足所谓的“N-1”原则。

在对储能系统采用分布式控制方式的过程中，以有功功率的调整为例。在n个分布式储能系统中，假设至少有一个分布式储能系统能够接收实时的有功指令信号。该有功功率指令信号由更高层次的控制给出，指定期望的综合储能系统总功率。

本发明将公平原则作为实时功率优化分配的重要考虑因素。计划功率考虑了分布式储能系统的运行经济性和寿命因素，因此实时有功功率控制使分布式储能系统的充放电状态与离线计划保持一致是合理的。同时根据公平理论的相关阐述，按照比例均化是最基础的公平原则。因此为了优化各分布式储能系统的功率分配，最为直接的做法是在保持充放电状态不变的情况下使每个分布式储能系统的功率变化量与原计划功率的比例相等。

分布式储能系统的功率变化率定义如下公式23：

λ_i＝u_iΔP_i/P_0i,i＝1,...,n   (23)

其中，下标“i”表示第i个分布式储能系统；u_i表示第i个分布式储能系统的充放电状态，u_i＝1和u_i＝-1分别表示该分布式储能系统处于放电和充电的状态；P_0i是第i个分布式储能系统的计划出力，P_0i≥0表示以|P_0i|的功率放电，否则就是以|P_0i|的功率充电；ΔP_i是第i个分布式储能系统的实时出力与计划出力之间的差值，据此P_i＝P_0i+ΔP_i为第i个分布式储能系统的实时出力。

假设ΣP_i是实时情况下综合储能系统的实时总出力；ΔP_Σ是综合储能系统的出力总偏差，这个偏差是综合储能系统的实时出力要求与计划出力要求的差值，即 ${\mathrm{\&Delta;P}}_{\mathrm{\&Sigma;}}={\mathrm{\&Sigma;}}_{i-1}^n{P}_i-{\mathrm{\&Sigma;}}_{i-1}^n{P}_{0i}.$

而不考虑分布式储能系统功率约束是指在研究过程中不考虑分布式储能系统的充放电功率是否满足额定功率容量、额定能量容量、荷电状态或者前后两时刻的功率变化限制等所带来的运行约束，即在静态条件下满足下以下两式：

λ₁＝...＝λ_i＝...＝λ_n   (24)

${\mathrm{\&Sigma;}}_{i-1}^n{\mathrm{\&Delta;P}}_i={\mathrm{\&Delta;P}}_{\mathrm{\&Sigma;}}---\left(25\right)$

根据功率变化率的定义知，当所有分布式储能系统取相同λ值时，所有分布式储能系统要么同时增加出力，要么同时减少出力。

在明确了控制目标后，本发明设计储能系统通信网络拓扑。根据图论和引理的知识，n个分布式储能系统组成的最为经济的通信网络应如图1所示。这是一条具有n个顶点的轨道，且该轨道的起点和终点相连构成为n阶圈。现对分布式储能系统进行编号：DESS1连接DESS2，DESS2连接DESS3，依次类推直至DESSn。从图的角度描述，即存在一条轨道起于第1个顶点，终于第n个顶点，且对所有满足i＜n,i≠1的顶点i，第i+1个和i-1个顶点都称之为第i个顶点的邻顶。

假设第n个分布式储能系统能获得综合储能系统的出力总偏差指令为ΔP_Σ(见图1)。为使多个分布式储能系统的协调优化运行，综合储能系统的出力与计划情况的总偏差信息需要由第n个分布式储能系统传播给其他分布式储能系统。因此设置第n个分布式储能系统为主分布式储能系统，其余分布式储能系统称为从分布式储能系统，并定义d_ij＝|l_ij|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_ij|,i＝1,...,n，其中l_ij是图1中拉普拉斯矩阵L的对应元素。

本发明的具体实施例如下：

如图3是IEEE 123节点配电网系统中选取的部分。假设图中节点均接入了DESS，这些DESS可以是不同形式的储能系统，比如电池储能电站、可接入系统的电动汽车，或者是为平滑可再生能源接入的储能系统。曲线部分包含25个DESS，储能系统的运行分析得到了他们某时刻的计划功率P_0i,1≤i≤25，如表1所示。表中给出了DESS的编号及其所在的配电网节点位置。从表中可知即计划25个DESS的中总输出功率4913kW。

表1 DESS的计划功率P₀(单位：kW)

假设建立两个DESS之间的通信通道所需要的成本与他们之间的距离成正比，那么反映DESS之间距离的表2给出了建设对应通信通道的成本，其中“×”表示假设对应的通信通道成本很高必然不会选择又或者是根本难以架设。根据该表，可以得到建设通信通道所需的线路长度，对应的“×”可以用足够大的数字代替，表示成本特别高。假如通信网络按照配电网输电线路的网络进行建设，对应距离在表2中用数字后加*标注，总和是6975英尺，经过计算其代数连通性为0.0368。

表2  通信通道的距离表(单位：英尺)

然后利用上述方法进行通信网络优化设计，得到的优化结果如图4所示，通信网络的架设方法就是从1到25进行逐个连接。对应的通信通道在表2中用数字加粗并附带#进行标注，其距离总和为6790英尺，而该图的代数连通性经过计算为0.0628。可见优化后的通信网络的线路距离减少了将近200英尺，代数连通性却增加了。

为了平滑断续的可再生能源的功率输出，实施例在以下两种情况下进行仿真：(1).分布式储能系统的总功率增加到6913KW。(2).分布式储能系统的总功率减少到1913KW。通过公式22，可得到这两种情况下的功率变化率分别为17.32％和-11.55％。

当不考虑分布式储能系统的功率限制时，相应的仿真结果如图5所示，图5的(a)和(b)分别绘制了两种情况下的功率变化率的图象(X轴表示迭代次数)。从图5的(a)和(b)这两幅图中可以看出，各分布式储能系统的功率变化率最终能够达成一致。也就是说，在第一种情况和第二种情况下，所有分布式储能系统的功率变化率都能够分别收敛到17.32％和-11.55％，这也和式22所得到的结果相一致。

当考虑分布式储能系统的功率限制时，如第一种情况下18号系统违背了它的功率限定值，还有第二种情况下的11号系统也一样。但是，即使这种输出功率饱和的情况发生，从图6(b)图中可以观察到，最后总的分布式储能系统的功率输出值仍能分别收敛到两种情况下的期望值。

同样，也可以从图6(a)图中可以观察到，那些边界相接壤的储能系统的功率输出能够稳定在他们的限定范围(这里只展示了第一种情况的结果)，但是所有的储能系统都有一个同一的功率变化率，就如图5中的(c)和(d)图。在分布式控制模式中，每一个储能系统都通过本地通信网络采集信息来修正功率输出值，最终收敛到一个合适的运行点。也就是说，总的功率输出值能收敛到所要求的值，并且各个分布式储能系统的功率变化率也能达成一致。这些都是本发明应达到的结果，可以用来验证方法的可行性。

为了研究收敛参数ε对控制方法收敛速度的影响，把σ(k)＜0.001作为方法的终止条件，这里定义σ(k)为第k次迭代时的max_{i,j＝1,2,...,n}|λ_i-λ_j|，即所有分布式储能系统中功率变化率最大值与最小值的差。图7是某些储能系统的功率变化率图象，而表3则给出了收敛参数的数值。可以看出，当收敛参数在一定范围内，参数越小，收敛速度越慢。但是，当收敛参数很大时，系统会发生振荡，需要更多的时间来达到预期的精度。很明显，当收敛参数为0.1时，较为合理。

表3.不同收敛参数下的结果

图5(b)中改进的通信网络由四部分组成。每个部分的储能系统都连接成一个回路，而这四个部分又连接成一个大回路，所以整个通信网络都是完全连通的，这也满足了通信拓扑的要求。因此，本发明提出的方法能够应用到改进的通信网络中。

为了进行比较，仍采用相同的收敛参数，相同的初始状态和相同的仿真外部条件。图8为改进的通信网络在不同的功率变化情况和不同的收敛参数条件下其中一部分储能系统的功率变化率图象。与图5相比，可以看出，在两种功率变化情况下，两个最终的功率变化率与改进前的通信网络中的结果均相同，但是改进的通信网络的收敛速度要更快。

通过上述仿真示例，可以看出，本发明提出的分散自律控制方法对分布式储能系统通信网络和实时功率分配的优化具有一定的效果。本发明方法主要用于控制有功功率的输出，通过优化设计通信网络拓扑和引入总功率偏差衡量参数与功率变化率的概念，实现了控制目标。本发明方法的计算量不大，能在较短时间范围内得到所需的结果，从而验证了本发明方法有良好的控制作用。

上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：

在进行多个分布式储能系统的协调控制时，各分布式储能系统进行迭代优化计算，在每次迭代过程中引入总功率偏差衡量参数ω和功率变化率λ，通过计算功率变化量ΔP分别对总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ进行迭代修正，使得各个分布式储能系统的功率变化率λ一致，完成分散自律控制。

2.根据权利要求1所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：

当不考虑任何约束时，所述的各分布式储能系统中的从分布式储能系统的总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ具体采用以下公式进行迭代修正，直到功率变化率λ不再改变：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_i(k+1)={\mathrm{\&omega;}}_{i-1}\left(k\right)+{\mathrm{\&Delta;P}}_i\left(k\right),{\mathrm{\&omega;}}_0\left(0\right)=0\\ {\mathrm{\&lambda;}}_i(k+1)={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=\mathrm{1,2},....,n}{d}_{\mathrm{ij}}{\mathrm{\&lambda;}}_j\left(k\right)\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_i(k+1)=u_i{P}_{0i}{\mathrm{\&lambda;}}_i(k+1)\end{array}\right.$

其中，i为从分布式储能系统的序号，i＝1,…,n-1，k＝0,1,2,...表示迭代次数，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_i(k)表示第i个从分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，P_0i表示第i个从分布式储能系统的初始功率，u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，d_ij为从分布式储能系统功率变化率的变化系数，ω_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_i-1(k)表示第i-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数，λ_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率，u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，λ_j(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率。

3.根据权利要求2所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：所述的从分布式储能系统功率变化率的变化系数d_ij采用以下公式进行计算：

d_ij＝|l_ij|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_ij|,i＝1,...,n-1

其中，l_ij是拉普拉斯矩阵L的对应元素，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号。

4.根据权利要求1所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：当不考虑任何约束时，所述的各分布式储能系统中的主分布式储能系统的总功率偏差衡量参数ω、功率变化率λ具体采用以下公式进行迭代修正：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_n(k+1)={\mathrm{\&omega;}}_{n-1}\left(k\right)+{\mathrm{\&Delta;P}}_n\left(k\right)\\ {\mathrm{\&lambda;}}_n(k+1)={\mathrm{\&Sigma;}}_{j=\mathrm{1,2},....,n}{d}_{\mathrm{nj}}{\mathrm{\&lambda;}}_j\left(k\right)+\mathrm{\&epsiv;}({\mathrm{\&Delta;P}}_{\mathrm{\&Sigma;}}-{\mathrm{\&omega;}}_n\left(k\right))\\ {\mathrm{\&Delta;P}}_n(k+1)=u_n{P}_{0n}{\mathrm{\&lambda;}}_n\left(k\right)\end{array}\right.$

其中，n为主分布式储能系统的序号，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，ω_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_n-1(k)表示第n-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率，k＝0,1,2,...表示迭代次数，d_nj为主分布式储能系统功率变化率的变化系数，λ_j(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率，ε为收敛参数，ε＞0，ω_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；u_n表示主分布式储能系统的充放电状态，P_0n表示主分布式储能系统的初始功率，λ_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化率，ΔP_Σ为所有分布式储能系统的功率变化量总和。

5.根据权利要求4所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：所述的主分布式储能系统功率变化率的变化系数d_nj采用以下公式进行计算：

d_nj＝|l_nj|/Σ_{j＝1,2,...,n}|l_nj|,j＝1,...,n

其中，l_ij是拉普拉斯矩阵L的对应元素，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号。

6.根据权利要求1所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：当考虑分布式储能系统的功率容量约束、前后时刻的出力偏差约束和储能充放电状态约束时，各个从分布式储能系统中引入虚拟功率变化率λ′，总功率偏差衡量参数ω、虚拟功率变化率λ′具体采用以下公式进行迭代修正，直到虚拟功率变化率λ′不再改变，再将虚拟功率变化率λ′与边界条件的比较计算得到实际的功率变化率λ：

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\&omega;}}_1\left(0\right)=0\\ {\mathrm{\&omega;}}_i(k+1)={\mathrm{\&omega;}}_{i-1}\left(k\right)+{\mathrm{\&Delta;P}}_i\left(k\right)\end{array}\right.$

λ_i′(k+1)＝Σ_{j＝1,2,...,n}d_ijλ_j′(k)

${\mathrm{\&lambda;}}_i\left\{\begin{array}{c}{{\mathrm{\&lambda;}}_i}^{\&prime;},{{\mathrm{\&lambda;}}_i}^{\&prime;}\&Element;[{\mathrm{\&lambda;}}_{i\min },{\mathrm{\&lambda;}}_{i\max }]\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i\min },{\mathrm{\&lambda;}}_i^{\&prime;}<{\mathrm{\&lambda;}}_{i\min }\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{i\max },{\mathrm{\&lambda;}}_i^{\&prime;}>{\mathrm{\&lambda;}}_{i\max }\end{array}\right.$

ΔP_i(k+1)＝u_iP_0iλ_i(k+1)

其中，i为从分布式储能系统的序号，i＝1,…,n-1，k＝0,1,2,...表示迭代次数，j表示第i个从分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ω_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_i-1(k)表示第i-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_i′(k+1)为第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的虚拟功率变化率，λ_j′(k)为第j个分布式储能系统在第k次迭代中的虚拟功率变化率，d_ij为从分布式储能系统功率变化率的变化系数；λ_i′为第i个从分布式储能系统最终的虚拟功率变化率，λ_imin为第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值，λ_imax为第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值；u_i表示第i个从分布式储能系统的充放电状态，ΔP_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化量，P_0i表示第i个从分布式储能系统的初始功率，λ_i(k+1)表示第i个从分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率。

7.根据权利要求1所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：当考虑分布式储能系统的功率容量约束、前后时刻的出力偏差约束和储能充放电状态约束时，对于主分布式储能系统中引入虚拟功率变化率λ′，总功率偏差衡量参数ω、虚拟功率变化率λ′具体采用以下公式进行迭代修正，直到虚拟功率变化率λ′不再改变，再将虚拟功率变化率λ′与边界条件的比较计算得到实际的功率变化率λ：

ω_n(k+1)＝ω_n-1(k)+ΔP_n(k)

λ_n′(k+1)＝Σ_{j＝1,2,...,n}d_njλ_j′(k)+ε(ΔP_Σ-ω_n(k))

${\mathrm{\&lambda;}}_n\left\{\begin{array}{c}{{\mathrm{\&lambda;}}_n}^{\&prime;},{{\mathrm{\&lambda;}}_n}^{\&prime;}\&Element;[{\mathrm{\&lambda;}}_{n\min },{\mathrm{\&lambda;}}_{n\max }]\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{n\min },{\mathrm{\&lambda;}}_n^{\&prime;}<{\mathrm{\&lambda;}}_{n\min }\\ {\mathrm{\&lambda;}}_{n\max },{\mathrm{\&lambda;}}_n^{\&prime;}>{\mathrm{\&lambda;}}_{n\max }\end{array}\right.$

ΔP_n(k+1)＝u_nP_0nλ_n(k+1)

其中，n为主分布式储能系统的序号，j表示与主分布式储能系统相邻连接的分布式储能系统的序号，ΔP_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的功率变化量，ω_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的总功率偏差衡量参数，ω_n-1(k)表示第n-1个从分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n′(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的虚拟功率变化率，k＝0,1,2,...表示迭代次数，d_nj为主分布式储能系统功率变化率的变化系数，λ_j′(k)表示第j个分布式储能系统在第k次迭代中的虚拟功率变化率，ε为收敛参数，ε＞0，ΔP_Σ为所有分布式储能系统的功率变化量总和，ω_n(k)表示主分布式储能系统在第k次迭代中的总功率偏差衡量参数；λ_n′为主分布式储能系统最终的虚拟功率变化率，λ_nmin为主分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值，λ_nmax为主分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值；u_n表示主分布式储能系统的充放电状态，P_0n表示主分布式储能系统的初始功率，λ_n(k+1)表示主分布式储能系统在第k+1次迭代中的功率变化率。

8.根据权利要求6所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：所述的从分布式储能系统中，第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值λ_imin和第i个从分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值λ_imax采用以下方式计算：

λ_imin＝(P_imin-P_0i)/u_iP_0i≤0

λ_imax＝(P_imax-P_0i)/u_iP_0i≥0

上式中的从分布式储能系统功率输出的最小值P_imin和从分布式储能系统功率输出的最大值P_imax采用以下方式进行计算：

$P_{i\min }=\max \{-\stackrel{\&OverBar;}{P_i},P_{0i}-\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_i},0(P_{0i}>0)\},i=1,...,n-1$

$P_{i\max }=\min \{\stackrel{\&OverBar;}{P_i},P_{0i}+\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_i},0(P_{0i}<0)\},i=1,...,n-1$

其中，是第i个分布式储能系统的两个连续时间内的功率差额上限；是第i个分布式储能系统的功率容量。

9.根据权利要求7所述的一种针对多个分布式储能系统的分散自律控制方法，其特征在于：所述的主分布式储能系统中，主分布式储能系统的虚拟功率变化率最小值λ_nmin和主分布式储能系统的虚拟功率变化率最大值λ_nmax采用以下方式计算：

λ_nmin＝(P_nmin-P_0n)/u_nP_0n≤0

λ_nmax＝(P_nmax-P_0n)/u_nP_0n≥0

上式中的主分布式储能系统功率输出的最小值P_nmin和主分布式储能系统功率输出的最大值P_nmax采用以下方式进行计算：

$P_{n\min }=\max \{-\stackrel{\&OverBar;}{P_n},P_{0n}-\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_n},0(P_{0n}>0)\}$

$P_{n\max }=\min \{\stackrel{\&OverBar;}{P_n},P_{0n}+\mathrm{\&Delta;}\stackrel{\&OverBar;}{P_n},0(P_{0n}<0)\}$

其中，是主分布式储能系统的两个连续时间内的功率差额上限；是主分布式储能系统的功率容量。