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基于隐私保护的多分布式储能系统运行的分布式状态分解凸优化
Privacy-Preserving-Based Distributed State-Decomposition Convex Optimization for Multi-DESS Operations
| 作者 | Yajie Jiang · Noven Lee · Yici Wang · Xiangrong Zhang · Eddy Y. S. Foo · Yun Yang |
| 期刊 | IEEE Transactions on Industry Applications |
| 出版日期 | 2025年3月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 分布式凸优化策略 分布式储能系统 状态分解凸优化 电流分配 隐私保护 |
语言:
中文摘要
分布式凸优化策略广泛用于分布式储能系统(DESSs)之间的电压调节和电流分配。同时,基于一致性的二次控制方法被普遍采用,但在显式交换信息时存在泄露初始状态信息的风险。为解决这一问题,本文提出了一种用于直流网络电流分配的分布式状态分解凸优化(DSDCO)方法,以确保保护 DESSs 的初始状态。在 DSDCO 中,实施了一种状态分解策略,即将每个 DESS 的状态变量分解为两个具有随机初始值的子状态变量。其中一个子变量用于外部一致性控制,以保护节点的真实初始状态,而另一个子变量则管理内部动态以实现全局一致性。理论分析证实,DSDCO 能够在有限时间内实现状态一致,并有效保护隐私。随后,将包含一致性控制的第一个状态变量用于电流分配和损耗优化。最后,通过仿真和实验案例研究验证了 DSDCO 的隐私保护有效性。
English Abstract
The distributed convex optimization strategies are widely used for voltage regulation and current distribution among distributed energy storage systems (DESSs). Meanwhile, consensus-based secondary control is commonly employed but risks leaking initial state information when exchanged explicitly. To address this issue, a distributed state-decomposition convex optimization (DSDCO) approach is proposed for current distribution in DC networks, ensuring the protection of DESSs' initial states. In DSDCO, a state-decomposition strategy is implemented, where the state variable of each DESS is divided into two sub-state variables with random initial values. One sub-variable is dedicated to external consensus control, safeguarding the node's true initial state, while the other manages internal dynamics to achieve global consensus. The theoretical analysis confirms that DSDCO can achieve state consensus in finite time and effectively maintain privacy. Subsequently, the first state variable that incorporates consensus control is used for current allocation and loss optimization. Finally, the privacy-preserving effectiveness of DSDCO is validated through both simulation and experimental case studies.
S
SunView 深度解读
该隐私保护分布式优化技术对阳光电源ST系列储能系统和PowerTitan大型储能集群具有重要应用价值。在多储能单元协同运行场景中,该方法可应用于:1)ST2236/2500储能变流器的并联运行,通过状态分解凸优化实现电压调节与电流均衡,避免传统集中式控制中的敏感参数暴露;2)PowerTitan储能系统的多站点协同调度,在保护各电站运行数据隐私前提下实现区域级功率优化;3)结合iSolarCloud平台,构建安全的分布式能量管理架构。该技术可增强阳光电源储能产品在多业主共享储能、虚拟电厂等新型商业模式下的竞争力,同时提升系统可扩展性与协同控制鲁棒性,符合数据安全合规要求。