基于多智能体理论的储能电站精细化能量管理控制策略

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2025.10.003

摘要/Abstract

摘要：

在可再生能源高比例并网的电力系统中,针对规模化储能单元在初始荷电状态(SOC)差异下充放电功率难以分配的问题,提出基于多智能体理论的储能电站精细化能量管理控制策略。对集中式布局的大型储能电站构建储能单元Agent控制架构,将储能变流器(PCS)充放电功率和SOC分别映射为粒子群优化(PSO)算法的速度与位置变量,建立考虑功率限值与SOC均衡约束的优化模型。仿真结果表明,所提策略能够实现储能电站内多个储能单元的精准管理,可以使初始状态不一致的单元在运行过程中逐步达到SOC均衡。

关键词: 控制策略, 能量管理, 储能电站, 多智能体理论

Abstract:

In the power systems with a high proportion of renewable energy integration, aiming at the problem of allocating charging and discharging power among large-scale energy storage units with different initial states of charge(SOC)levels, a refined energy management and control strategy for energy storage power stations based on multi-agent theory is proposed.For large-scale centralized energy storage power stations, an agent-based control architecture for energy storage units is constructed.The charging and discharging power of the power conversion system(PCS)and the SOC are mapped to the velocity and position variables of the particle swarm optimization(PSO)algorithm respectively, and an optimization model considering power limits and SOC balancing constraints is established.Simulation results demonstrate that the proposed strategy can achieve the precise management of multiple energy storage units within the station, and enable units with inconsistent initial states to gradually reach a balanced SOC during operation.

Key words: control strategy, energy management, energy storage power stations, multi-agent theory

中图分类号:

TM910

王志远, 刘跃伟, 尚森, 任峰, 董洪伟. 基于多智能体理论的储能电站精细化能量管理控制策略[J]. 电器与能效管理技术, 2025, 0(10): 16-27.

WANG Zhiyuan, LIU Yuewei, SHANG Sen, REN Feng, DONG Hongwei. Refined Energy Management and Control Strategy for Energy Storage Power Stations Based on Multi-Agent Theory[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2025, 0(10): 16-27.

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参考文献 25

[1]	余雪萍, 刘威凌, 曹斌, 等. 考虑源荷波动概率特性的直流微电网鲁棒优化调度方法[J]. 电器与能效管理技术, 2025(5):9-17.
[2]	靳文涛, 李煜阳, 贾学翠, 等. 储能电站电池一致性综合评估方法研究[J]. 电器与能效管理技术, 2022(5):23-28.
[3]	朱琛, 郑峻峰, 方兴, 等. 提升暂态电压稳定控制的储能建模与调压控制策略研究[J]. 电器与能效管理技术, 2023(9):11-17.
[4]	黎冲, 王成辉, 王高, 等. 规模化储能技术发展分析与思考[J]. 电气时代, 2021(9):22-28.
[5]	高夏翔, 李相俊, 杨锡运. 集中式超大规模储能电站信息物理系统建模与可靠性评估[J]. 控制与决策, 2022, 37(5):1309-1319.
[6]	MICHAEL K, NILOUFAR S M, FARNAZ F, et al. Energy storage valuation under different storage forms and functions in transmission and distribution applications[J]. Proceedings of the IEEE, 2014, 102(7):1073-1083. doi: 10.1109/JPROC.2014.2324995
[7]	顾素平, 卢明玥, 吴海涛, 等. 集群储能电站节点选址-容量配置技术研究[J]. 电器与能效管理技术, 2021(6):30-35.
[8]	LI F, LI C, SUN K, et al. Capacity configuration of hybrid CSP/PV plant for economical application of solar energy[J]. Chinese Journal of Electrical Engineering, 2020, 6(2):19-29. doi: 10.23919/CJEE.7873788
[9]	黄博文, 潘轩, 彭雪莹, 等. 用户侧储能对电网的影响及经济性分析[J]. 电器与能效管理技术, 2020(5):7-13.
[10]	李宇星, 鲁宇, 李昊, 等. 基于最小运行成本的储能参与电网辅助调峰容量配置及优化运行方法[J]. 电器与能效管理技术, 2021(11):22-29.
[11]	刘颖明, 陈亮, 王晓东, 等. 混合储能参与风电集群一次调频的容量配置优化[J]. 电器与能效管理技术, 2020(10):55-63.
[12]	李相俊, 胥国毅, 赵珊珊, 等. 大型储能电站建模与应用展望[J]. 高电压技术, 2024, 50(6):2397-2409.
[13]	韦嘉睿, 江岳文. 储能参与辅助服务补偿机制及多商业模式运行研究[J]. 电器与能效管理技术, 2020(5):78-85.
[14]	张硕, 陈媛丽, 李英姿, 等. 计及电力现货机会成本的构网型储能电站调频辅助服务竞价出清双层博弈模型[J]. 中国电机工程学报, 2024, 44(增刊1):146-158.
[15]	HONG F, LIANG B, JI W, et al. A coordinated optimization strategy of hybrid energy storage capacity configuration and wind power integration in the spot market[J]. Journal of Energy Storage, 2025, 131:117423. doi: 10.1016/j.est.2025.117423
[16]	WANG S, LI F, ZHANG G, et al. Analysis of energy storage demand for peak shaving and frequency regulation of power systems with high penetration of renewable energy[J]. Energy, 2023, 267:126586. doi: 10.1016/j.energy.2022.126586
[17]	周航, 苗世洪, 王廷涛, 等. 计及混合储能单元多重异构特性的微电网调度策略研究[J/OL]. 现代电力,1-11.(2025-07-15)[2025-08-03].https://doi.org/10.19725/j.cnki.1007-2322.2024.0085.
[18]	肖湘奇, 邹晟, 贺星, 等. 基于模糊控制算法的光储系统输出功率优化[J]. 中国电力, 2025, 58(6):67-75.
[19]	武小兰, 杨永智, 白志峰, 等. 孤岛直流微电网分布式储能单元SOC均衡下垂控制策略研究[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(8):3160-3169. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0047
[20]	田毅韬, 刘嘉欣. 不同容量的多储能单元荷电状态均衡策略[J]. 电气工程学报, 2024, 19(4):377-383.
[21]	朱进, 顾阳, 顾佳琪, 等. 基于储能单元的微电网电能质量APFC控制技术[J]. 电工技术, 2024(24):173-175.
[22]	张景明, 仇成, 王骏, 等. 孤岛直流微电网分布式储能单元荷电状态均衡控制策略[J/OL]. 控制工程,1-11.(2024-12-05)[2025-08-26].http://doi.org/10.14107/j.cnki.kzgc.20240773.
[23]	郭志超, 欧阳名三. 分布式储能单元荷电状态自适应均衡控制策略[J/OL]. 重庆工商大学学报(自然科学版),1-9.(2025-06-25)[2025-08-03].https://link.cnki.net/urlid/50.1155.n.20250624.1806.005.
[24]	张鹏. 考虑SOC均衡的两阶段模糊一次调频控制策略[J/OL]. 电力电子技术,1-10.(2025-07-11)[2025-08-03].https://doi.org/10.20222/j.cnki.cn61-1124/tm.20250711.004.
[25]	陈宏, 贺悝, 谭庄熙, 等. 考虑SOC均衡的储能电站一次调频协同控制方法[J]. 电力科学与技术学报, 2023, 38(6):105-114.