基于聚类的能源枢纽网络的即插即用分布式控制
系统与控制
2025-04-09 v1 系统与控制
摘要
可再生能源的转型正在推动分布式多能系统的兴起，其中单个能源枢纽和 prosumer（如住宅、工业园区）可生成、储存和交易能源。经济模型预测控制(MPC)方案广泛用于优化能源枢纽的运行，通过高效调度资源并最小化成本，同时确保满足运行约束。点对点(P2P)能源交易在枢纽之间增强了网络效率并降低了成本，但也增加了计算和隐私挑战，特别是当网络规模扩大时。此外，当前的分布式控制技术在网络拓扑发生变更时需要进行全局重新计算，限制了可扩展性。为此，我们提出一种基于聚类的P2P交易框架，实现即插即用运行，使能源枢纽能够无需网络-wide控制器更新即可无缝加入或退出。其影响局限于受影响聚类内的枢纽。将能源交易问题形式化为双层议价博弈，其中在聚类层面确定inter-cluster交易承诺，而在枢纽层面细化枢纽内的能源分配和成本共享。两个层面均采用ADMM以分布式方式求解，确保计算可行性和隐私保护。此外，我们发展了处理hub层和聚类层动态拓扑变更的即插即用程序，最小化网络中的 disruptive。仿真结果表明，所提出的双层框架在降低运行成本方面具有优势，并实现了即插即用运行下的可扩展能源管理。
引用
@article{arxiv.2504.06179,
title = {Plug and Play Distributed Control of Clustered Energy Hub Networks},
author = {Varsha Behrunani and Cara Koepele and Jared Miller and Ahmed Aboudonia and Philipp Heer and Roy S. Smith and John Lygeros},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.06179},
year = {2025}
}