基于改进动态事件触发机制的微电网经济调度一致性算法

doi:10.12096/j.2096-4528.pgt.24039

发电技术 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (6): 1240-1250.DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.24039

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基于改进动态事件触发机制的微电网经济调度一致性算法

欧阳昌乐¹^,², 张春¹^,², 吴文泰¹^,², 栾惟聪¹^,², 夏祥子¹^,²

^1.安徽工程大学电气工程学院，安徽省芜湖市 241000
^2.高端装备先进感知与智能控制教育部重点实验室，安徽省芜湖市 241000

收稿日期:2024-08-05 修回日期:2024-11-17 出版日期:2025-12-31 发布日期:2025-12-25
通讯作者: 张春
作者简介:欧阳昌乐(2001)，男，硕士研究生，研究方向为能源互联网分布式控制、优化调度，1275485374@qq.com；
张春(1972)，男，硕士，教授，研究方向为智能控制理论与应用、智能微电网系统，本文通信作者，chzhang@ ahpu.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金项目(U21A20146);安徽高校协同创新项目(GXXT-2020-070);国家级大学生创新创业计划项目(202310363032);安徽工程大学项目式课程建设(2023xmskk03)

Consensus Algorithm for Economic Scheduling of Microgrids Based on Improved Dynamic Event-Triggered Mechanism

Changle OUYANG¹^,², Chun ZHANG¹^,², Wentai WU¹^,², Weicong LUAN¹^,², Xiangzi XIA¹^,²

^1.School of Electrical Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, Anhui Province, China
^2.Key Laboratory of Advanced Perception and Intelligent Control of High-End Equipment, Ministry of Education, Wuhu 241000, Anhui Province, China

Received:2024-08-05 Revised:2024-11-17 Published:2025-12-31 Online:2025-12-25
Contact: Chun ZHANG
Supported by:
National Natural Science Foundation of China(U21A20146);Collaborative Innovation Project of Anhui Universities(GXXT-2020-070);National-level College Students’ Innovation and Entrepreneurship Program(202310363032);Project-based Course Construction at Anhui Polytechnic University(2023xmskk03)

摘要/Abstract

摘要：

目的为解决传统一致性算法在微电网优化调度中，分布式单元之间需要进行频繁信息交换和系统拓扑结构变化引起的不稳定性问题，提出了一种改进动态事件触发机制一致性算法。方法改进动态事件触发机制中触发条件的阈值函数，使分布式单程中触发条件的阈值函数根据分布式单元的状态动态变化，确保分布式单元只在满足触发条件时进行信息交换。结果该算法在微电网结构拓扑发生变化及分布式单元“即插即用”时，在保证系统稳定的前提下，各分布式单元状态能够收敛一致，可大幅减少各分布式单元的通信次数。结论改进动态事件触发一致性算法在微电网经济调度中的应用不仅提高了系统的稳定性和可靠性，而且显著节约了通信资源，满足微电网经济性要求，具有较高的实用价值。

关键词: 分布式能源, 微电网, 经济调度, 一致性算法, 动态事件触发机制, 通信频率, 拓扑变化, 通信资源, 经济性要求

Abstract:

Objectives To address the instability issues in traditional consensus algorithms for microgrid optimization scheduling, caused by frequent information exchanges among distributed units and changes in system topology.　An improved dynamic event-triggered mechanism consensus algorithm is proposed. Methods The threshold function in the triggering condition of the improved dynamic event-triggering mechanism is modified to enable dynamic adjustment based on the states of distributed units. This ensures that information exchange occurs only when the triggering condition is satisfied. Results The proposed algorithm ensures system stability during changes in microgrid topology and plug-and-play operation of distributed units. It achieves state convergence and consistency among distributed units while significantly reducing communication frequency. Conclusions The application of the improved dynamic event-triggered mechanism consensus algorithm in microgrid economic scheduling enhances system stability and reliability, significantly saves communication resources, and meets the economic requirements of microgrids, making it highly practical.

Key words: distributed energy, microgrid, economic scheduling, consensus algorithm, dynamic event-triggered mechanism, communication frequency, topology change, communication resources, economic requirements

中图分类号:

TK 01

欧阳昌乐, 张春, 吴文泰, 栾惟聪, 夏祥子. 基于改进动态事件触发机制的微电网经济调度一致性算法[J]. 发电技术, 2025, 46(6): 1240-1250.

Changle OUYANG, Chun ZHANG, Wentai WU, Weicong LUAN, Xiangzi XIA. Consensus Algorithm for Economic Scheduling of Microgrids Based on Improved Dynamic Event-Triggered Mechanism[J]. Power Generation Technology, 2025, 46(6): 1240-1250.

图/表 17

图1 系统网络拓扑图

Fig. 1 System network topology diagram

图2 IEEE-14节点系统结构图

Fig. 2 IEEE-14 bus system configuration diagram

表 1 分布式单元参数

Tab. 1 Parameters of distributed units

节点	α_i	β_i	γ_i	P_max/kW	P_min/kW	P₀/kW
G1	300	2.250	0.040	60	30	35
G2	210	4.200	0.031	50	20	30
G3	290	3.250	0.038	50	30	40
G4	320	4.050	0.035	50	20	20
L5	0	8.250	0.036	30	10	10
L6	0	7.200	0.033	20	5	5
L7	0	7.800	0.038	30	10	10
L8	0	8.050	0.030	35	15	20
L9	0	8.450	0.039	35	15	20
L10	0	8.450	0.040	40	15	15
L11	0	9.000	0.043	40	15	20
L12	0	7.050	0.035	25	0	20
L13	0	8.150	0.039	35	20	25
B14	0	0.000	0.175	25	25	5

图3 本文算法下分布式单元的增量成本

Fig. 3 Incremental costs of distributed units under proposed algorithm

图4 分布式单元的增量成本和系统不平衡功率对比

Fig. 4 Comparison of incremental costs and system imbalance power of distributed units

图5 触发时刻

Fig. 5 Triggering moments

表 2 传统一致性算法和本文算法的性能对比

Tab. 2 Performance comparison between traditional consensus algorithm and proposed algorithm

算法	增量成本是否收敛到最优	不平衡功率是否收敛为0 kW	收敛时间/s	总触发次数/次
传统一致性算法	是	是	3.2	28 000
本文算法	是	是	2.5	433

图6 IEEE-14节点系统拓扑改变后的结构图

Fig. 6 Structure diagram of IEEE-14 bus system after topology change

图7 改变拓扑后分布式单元的增量成本

Fig. 7 Incremental costs of distributed units aftertopology change

图8 改变系统拓扑前后分布式单元的增量成本和系统不平衡功率

Fig. 8 Incremental costs and system imbalance power of distributed units before and after system topology change

图9 改变系统拓扑后分布式单元的触发时刻

Fig. 9 Triggering moments of distributed units after system topology change

表 3 系统拓扑变化前后的性能对比

Tab. 3 Performance comparison before and after system topology change

拓扑结构	增量成本是否收敛到最优	不平衡功率是否收敛为0kW	收敛时间/s	总触发次数/次
拓扑变化前	是	是	2.5	433
拓扑变化后	是	是	5.2	618

图10 “即插即用”时分布式单元的增量成本和系统不平衡功率

Fig. 10 Incremental costs and system imbalance power of distributed units during plug-and-play operation

图 11 “即插即用”时分布式单元的触发时刻

Fig. 11 Triggering moments of distributed units during plug-and-play operation

图 12 传统静态事件触发一致性算法下分布式单元的增量成本、不平衡功率和触发时刻

Fig. 12 Incremental costs, imbalance power, and triggering moments of distributed units under traditional static event-triggered consensus algorithm

图13 传统动态事件触发一致性算法下各分布式单元的增量成本、不平衡功率和触发时刻

Fig. 13 Incremental costs, imbalance power, and triggering moments of distributed units under traditional dynamic event-triggered consensus algorithm

表 4 本文算法和传统算法的性能对比

Tab.4 Performance comparison between proposed algorithm and traditional algorithms

算法	增量成本是否收敛到最优	不平衡功率是否收敛为0 kW	收敛时间/s	总触发次数/次
本文算法	是	是	2.5	2 057
传统静态事件触发一致性算法	否	否	不收敛	2 776
传统动态事件触发一致性算法	是	是	3.5	4 205

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基于改进动态事件触发机制的微电网经济调度一致性算法

Consensus Algorithm for Economic Scheduling of Microgrids Based on Improved Dynamic Event-Triggered Mechanism

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