广西师范大学学报(自然科学版) ›› 2026, Vol. 44 ›› Issue (5): 1-15.doi: 10.16088/j.issn.1001-6600.2025051405

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基于改进SAC算法的微网群双层协同优化调度方法

吕辉1,2, 苏静1, 熊枫1, 张端宇1, 常文涵2, 王灿2*, 马辉2   

  1. 1.国网湖北省电力有限公司, 湖北 武汉 430040;
    2.三峡大学 电气与新能源学院, 湖北 宜昌 443002
  • 收稿日期:2025-05-14 修回日期:2026-03-07 出版日期:2026-09-05 发布日期:2026-07-24
  • 通讯作者: 王灿(1987—),男,湖北襄阳人,三峡大学副教授,博导。E-mail: xfcancan@163.com
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(52377191)

Bi-level coordinated optimization scheduling method for microgrid clusters based on improved SAC algorithm

Lü Hui1,2, Su Jing1, Xiong Feng1, Zhang Duanyu1, Chang Wenhan2, Wang Can2*, Ma Hui2   

  1. 1. State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd., Wuhan Hubei 430040, China;
    2. College of Electrical Engineering and New Energy, China Three Gorges University, Yichang Hubei 443002, China
  • Received:2025-05-14 Revised:2026-03-07 Online:2026-09-05 Published:2026-07-24

摘要: 针对微网群的传统调度方法存在灵活性不足、计算复杂度高等问题,本文提出一种基于改进SAC算法的微网群传统调度方法。首先,构建一个以最小化运行成本为目标的微网群双层协同优化调度模型,其中上层负责微网群的全局功率优化调度,下层负责各子微网的局部功率优化调度。其次,在传统SAC算法中引入变分自编码器(variational autoencoder,VAE)模型对其进行改进,利用VAE的特征提取能力对高维状态进行降维与关键特征提取,从而降低算法的计算复杂度。然后,在优先经验回放机制的基础上引入时间衰减因子,提高对后进入经验的采用频率,进一步提高算法的学习效率。最后,利用改进的SAC算法和交替方向乘子法分别对上下层模型进行优化求解,通过上下层交互机制,实现微网群的高效协同调度与经济运行。仿真结果表明,相比于基于成本-收益均衡、基于低碳经济导向和基于多利益主体的优化调度方法,本文所提方法的运行成本分别减少14.0%、10.2%和6.4%;负荷平衡率分别提高9.3、6.4和3.6个百分点;能源利用率分别提高10.8、7.6和2.9个百分点。这一结果验证了所提方法在微网群优化调度中的优越性;同时,该方法在应对风光发电预测误差时,也表现出较好的鲁棒性。

关键词: 智能电网, 微网群, 优化调度, SAC算法, 交替方向乘子算法, 变分自编码器

Abstract: Microgrid clusters can enhance the utilization rate of renewable energy and system reliability, but their traditional dispatching methods have problems such as insufficient flexibility and high computational complexity. To address this issue, this paper proposes a two-layer collaborative optimization dispatching method for microgrid clusters based on an improved SAC algorithm. Firstly, a two-layer collaborative optimization dispatching model for microgrid clusters is constructed, aiming to minimize the operation cost, where the upper layer is responsible for the global power optimization dispatching of the microgrid cluster, and the lower layer is responsible for the local power optimization dispatching of each sub-microgrid. Secondly, an improved SAC algorithm is proposed, which introduces a variational autoencoder (VAE) model into the traditional SAC algorithm to utilize the feature extraction ability of VAE to reduce the dimension of high-dimensional states and extract key features, thereby reducing the computational complexity of the algorithm. Then, a time decay factor is introduced on the basis of the prioritized experience replay mechanism to increase the adoption frequency of later-entered experiences, further improving the learning efficiency of the algorithm. Finally, the improved SAC algorithm and the alternating direction method of multipliers are used to optimize and solve the upper and lower layer models of the microgrid cluster respectively. Through the interaction mechanism of the upper and lower layers, efficient collaborative dispatching and economic operation of the microgrid cluster are achieved. Simulation results show that the proposed method outperforms Scheme 1, Scheme 2 and Scheme 3 in terms of total operation cost, load balance rate and energy utilization rate. To be exactly, the operating costs of the proposed method in this paper are reduced by14.0%, 10.2% and 6.4%, respectively; the load balance rate is increased by 9.3 percentage points, 6.4 percentage points and 3.6 percentage points, respectively; and the energy utilization rate is raised by 10.8 percentage points, 7.6 percentage points and 2.9 percentage points respectively. This result verifies the superiority of the proposed method in the optimal dispatch of microgrid clusters. Meanwhile, this method also shows good robustness in dealing with the prediction errors of wind and solar power generations.

Key words: intelligent grid, microgrid clusters, optimal scheduling, soft actor critic, alternating direction method of multipliers, variational autoencoder

中图分类号:  TM73;TP18

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