基于多代理的輸配網(wǎng)與分布式電源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)運(yùn)行控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種多代理的輸配網(wǎng)與分布式電源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源問題和環(huán)境問題的日益突出，分布式可再生能源發(fā)電獲得了越來越多的重視與應(yīng)用。大量的分布式電源接入電網(wǎng)，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制帶來了挑戰(zhàn):隨著分布式電源滲透率的進(jìn)一步提高，電力系統(tǒng)控制變量的規(guī)模和復(fù)雜度均大幅度增加，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)集中控制的瓶頸愈加明顯，集中控制將難以滿足含大規(guī)模分布式電源的電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制要求;如何協(xié)調(diào)與控制眾多地域分散的分布式電源，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行成為電力系統(tǒng)工作者需要解決的重要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題為:應(yīng)用多代理技術(shù)構(gòu)造輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的分層控制框架，將含分布式電源的輸配電系統(tǒng)化分為具有不同功能的代理Agent，并通過對(duì)各Agent的控制和相互間的交互，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)含大規(guī)模分布式電源的輸配電網(wǎng)的分層協(xié)調(diào)控制。
[0004]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案具體為:一種基于多代理的輸配網(wǎng)與分布式電源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)，輸電網(wǎng)調(diào)度中心連接有多個(gè)配電網(wǎng)，各配電網(wǎng)連接有多個(gè)微電網(wǎng)，各微電網(wǎng)連接有多個(gè)微電網(wǎng)元件;微電網(wǎng)元件包括微電源設(shè)備；
輸配網(wǎng)與分布式電源協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)包括:用于微電源、儲(chǔ)能裝置和可控負(fù)荷的優(yōu)化控制微電網(wǎng)元件Agent層，用于微電網(wǎng)級(jí)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行控制的微電網(wǎng)Agent層、用于中壓網(wǎng)絡(luò)和低壓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行控制的配電網(wǎng)Agent層，和用于整個(gè)電網(wǎng)運(yùn)行控制的輸電網(wǎng)Agent層；
所述微電網(wǎng)元件Agent層中的微電網(wǎng)元件Agent包括應(yīng)用控制代理、并網(wǎng)代理、數(shù)據(jù)處理代理、數(shù)據(jù)傳輸代理以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存代理;應(yīng)用控制代理控制各微電網(wǎng)元件的運(yùn)行，并將運(yùn)行數(shù)據(jù)輸出至數(shù)據(jù)處理代理中；數(shù)據(jù)處理代理通過數(shù)據(jù)傳輸代理與微電網(wǎng)Agent層連接通信;并網(wǎng)代理控制數(shù)據(jù)處理代理與微電網(wǎng)Agent層之間并網(wǎng)設(shè)施的運(yùn)行;數(shù)據(jù)儲(chǔ)存代理與用戶Agent保持聯(lián)系以使得用戶可以獲得微電網(wǎng)元件的運(yùn)行數(shù)據(jù)；
所述微電網(wǎng)Agent層中的微電網(wǎng)Agent監(jiān)測(cè)并控制各微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行，并控制微電網(wǎng)元件Agent層進(jìn)行微電源輸出功率設(shè)置點(diǎn)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)部的功率平衡和電壓的穩(wěn)定；同時(shí)微電網(wǎng)Agent層接收配電網(wǎng)Agent層的控制指令，并向配電網(wǎng)Agent層反饋微電網(wǎng)Agent及微電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)；
所述配電網(wǎng)Agent層中的配電網(wǎng)Agent依據(jù)輸電網(wǎng)Agent發(fā)出的控制指令，以及各配電網(wǎng)管轄區(qū)域內(nèi)各個(gè)微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)信息決定相應(yīng)配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，并將配電網(wǎng)的運(yùn)行信息反饋給輸電網(wǎng)Agent層；
輸電網(wǎng)Agent層中的輸電網(wǎng)Agent通過對(duì)包括聯(lián)絡(luò)線路潮流、節(jié)點(diǎn)電壓的系統(tǒng)狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)，以及對(duì)配電網(wǎng)Agent層、微電網(wǎng)Agent層以及微電網(wǎng)元件Agent層上送信息的分析，獲取整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)電網(wǎng)的負(fù)荷及發(fā)電情況，分析獲得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)及后續(xù)控制；并將分析結(jié)果及控制命令發(fā)送給配電網(wǎng)Agent層，以對(duì)各個(gè)配電網(wǎng)Agent層以及微電網(wǎng)元件Agent層中的設(shè)備進(jìn)行整體調(diào)度。
[0005]進(jìn)一步的，本發(fā)明所述微電網(wǎng)Agent包括SCADA(Supervisory Control And DataAcquisit1n，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)Agent、AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)Agent、經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃Agent、潮流分析Agent和氣象預(yù)測(cè)Agent;微電網(wǎng)Agent通過SCADA Agent采集微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行本地控制代理及其相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，并發(fā)送給AGC Agent和潮流分析Agent;微電網(wǎng)Agent通過AGC Agent修改微電網(wǎng)元件Agent層中微電源的發(fā)電計(jì)劃，以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)微電網(wǎng)內(nèi)自動(dòng)發(fā)電控制;微電網(wǎng)Agent通過經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃Agent根據(jù)潮流的優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)性原則、對(duì)可再生能源的短期預(yù)測(cè)，以及微電網(wǎng)中發(fā)電Agent的投標(biāo)信息，制定微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電單元在未來24小時(shí)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃;潮流分析Agent，根據(jù)接收到的SCADA采集的數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆治?，?duì)微電網(wǎng)內(nèi)的潮流進(jìn)行計(jì)算;氣象預(yù)測(cè)Agent根據(jù)發(fā)電的歷史數(shù)據(jù)對(duì)各個(gè)電站進(jìn)行超短期預(yù)測(cè)，從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫中分析數(shù)據(jù)，利用強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法，不斷地將自己的預(yù)測(cè)值進(jìn)行優(yōu)化。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisit1n，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制)Agent和AGC(自動(dòng)發(fā)電控制)Agent，為現(xiàn)有技術(shù)。
[000?] 所述配電網(wǎng)Agent包括并網(wǎng)運(yùn)行Agent、狀態(tài)切換Agent和經(jīng)濟(jì)調(diào)度Agent;并網(wǎng)運(yùn)行Agent確定與大電網(wǎng)的功率交換，響應(yīng)或發(fā)起與其他配電網(wǎng)進(jìn)行協(xié)作，共同完成輸電網(wǎng)下發(fā)的任務(wù);狀態(tài)切換Agent實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸電網(wǎng)的頻率和狀態(tài)，并根據(jù)輸電網(wǎng)的狀態(tài)控制配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)的連接。具體為，當(dāng)檢測(cè)到輸電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，立即斷開與輸電網(wǎng)相連的靜態(tài)開關(guān)，切換到獨(dú)立運(yùn)行模式；當(dāng)故障恢復(fù)后，配電網(wǎng)又需要重新與大電網(wǎng)并聯(lián)。經(jīng)濟(jì)調(diào)度Agent根據(jù)經(jīng)濟(jì)性原則及優(yōu)化算法，對(duì)各配電網(wǎng)管轄下的多個(gè)微電網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度管理。
[0007]所述輸電網(wǎng)Agent包括SCADA Agent、最優(yōu)調(diào)度Agent和能量管理Agent; SCADAAgent監(jiān)測(cè)聯(lián)絡(luò)線潮流和節(jié)點(diǎn)電壓，通過與底層的Agent的通訊，收集配電網(wǎng)和微電網(wǎng)內(nèi)設(shè)備狀態(tài)和運(yùn)行數(shù)據(jù)；最優(yōu)調(diào)度Agent制定輸電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電單元的經(jīng)濟(jì)調(diào)度計(jì)劃；能量管理Agent對(duì)輸電網(wǎng)內(nèi)各發(fā)電單兀出力進(jìn)行管理。
[0008]本發(fā)明還公開基于上述系統(tǒng)的輸配網(wǎng)與分布式電源間的協(xié)調(diào)控制方法，具體為:穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，微電源Agent層將各自的功率輸出預(yù)測(cè)發(fā)送給微電網(wǎng)Agent層，微電網(wǎng)Agent將管轄區(qū)域內(nèi)各微電網(wǎng)元件Agent層的出力預(yù)測(cè)以及負(fù)荷預(yù)測(cè)信息發(fā)送給配電網(wǎng)Agent層，配電網(wǎng)Agent將管轄區(qū)域內(nèi)各微電網(wǎng)中分布式電源的出力情況、發(fā)電預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、系統(tǒng)備用等信息發(fā)送給輸電網(wǎng)Agent層，輸電網(wǎng)Agent層通過收集配電網(wǎng)Agent層上送的相關(guān)信息，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行經(jīng)濟(jì)安全性分析，得到全網(wǎng)的優(yōu)化潮流及各輸配電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線功率，然后將最新的聯(lián)絡(luò)線功率及相關(guān)調(diào)度指令信息下發(fā)到各個(gè)配電網(wǎng)Agent;
然后，各配電網(wǎng)Agent根據(jù)最新的聯(lián)絡(luò)線潮流及調(diào)度信息，調(diào)節(jié)其所管轄的各個(gè)微電網(wǎng)Agent的輸送功率。各個(gè)微電網(wǎng)Agent根據(jù)所屬配電網(wǎng)下發(fā)的聯(lián)絡(luò)線潮流功率及調(diào)度信息，協(xié)調(diào)其下管轄的各個(gè)微電源Agent出力，最終使整個(gè)輸配電網(wǎng)在最優(yōu)條件下運(yùn)行；
發(fā)生故障時(shí)，相應(yīng)的配電網(wǎng)Agent定位故障點(diǎn)的位置:當(dāng)故障點(diǎn)在配電網(wǎng)內(nèi)部時(shí)，該管轄范圍的配電網(wǎng)Agent做出響應(yīng)，所述響應(yīng)包括將故障切除，并將切除以后帶來的功率變化及其他相關(guān)信息傳遞給輸電網(wǎng)Agent層，由輸電網(wǎng)Agent層通過綜合各Agent層的信息給出新的控制目標(biāo)；當(dāng)故障點(diǎn)在配電網(wǎng)外部時(shí)，通過輸電網(wǎng)Agent層與各配電網(wǎng)Agent相互通訊以確定故障的嚴(yán)重程度，如果超出輸電網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力，相應(yīng)的配電網(wǎng)Agent可以選擇與主網(wǎng)斷開，進(jìn)入孤島運(yùn)行，以保證主網(wǎng)和輸電網(wǎng)的同時(shí)安全穩(wěn)定運(yùn)行；配電網(wǎng)處于孤島運(yùn)行時(shí)，其管轄區(qū)域內(nèi)各微電網(wǎng)Agent將其包括是否存在功率缺額或者是否存在多余電能的信息，上傳至配電網(wǎng)Agent層;各配電網(wǎng)Agent通過對(duì)管轄區(qū)域各微電網(wǎng)Agent的發(fā)電預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)、系統(tǒng)備用等信息做出決策，協(xié)調(diào)其管轄區(qū)域內(nèi)各微電網(wǎng)Agent的出力；各微電網(wǎng)Agent根據(jù)其所屬配電網(wǎng)Agent的調(diào)度信息，并結(jié)合自身的實(shí)際情況做出決策，并將決策發(fā)送至微電網(wǎng)Agent層下的各個(gè)分布式電源Agent;各個(gè)分布式電源Agent根據(jù)所獲得的信息，調(diào)整各自的功率輸出，以使得孤島配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行;所述調(diào)整包括切除部分負(fù)荷。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明提出的基于多代理的輸配網(wǎng)與分布式電源協(xié)調(diào)控制技術(shù)，對(duì)含規(guī)?；植际诫娫吹妮斉潆娤到y(tǒng)采