[发明专利]基于IEC 61850和多代理方法的微网能量管理系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种信息技术领域的系统，具体涉及一种基于IEC 61850和多代理方法的微网能量管理系统。 

背景技术

微网技术的提出与分布式发电(Distributed Generation，DG)技术的应用与发展密切相关，与依靠远距离输配电的传统电源相比，分布式发电技术具有能源形式多样化、能源利用效率高和环境友好等多方面优点。分布式发电系统安装地点灵活、分散的特点极好地适应了分散电力需求和资源分布，延缓了输、配电网升级换代所需的巨额投资，同时，它与大电网互为备用也使供电可靠性得以改善，有效解决了大型集中电网的许多潜在问题。然而分布式发电系统接入电网也存在诸多问题，如分布式电源单机接入成本高、控制困难等。另外，为减小分布式电源对主电网的冲击，大系统往往采取限制、隔离的方式来处置分布式电源。IEEE 1547规定，当电力系统发生故障时，分布式电源必须马上退出运行。这就大大限制了分布式电源充分发挥作用，也间接限制了对清洁能源的利用。 

为协调电网和分布式电源的矛盾，解决大量位置分散、形式多样、特性各异的分布式电源简单并网对电网和用户造成的冲击，减小其接入对电能质量、系统保护、系统运行等带来的不利影响，充分挖掘分 布式电源为电网和用户带来的价值和效益，R.H.Lasseter在2002年IEEE Power Engineering Society Winter Meeting上发表Microgrids一文，首次提出了微网的概念，并给出了微网的框架结构。微网从系统观点出发，将分布式电源、负荷、储能装置及控制装置等集成，形成一个可控的单元，同时向用户供给电能和热能。既可与大电网联网运行，也可在电网故障或需要时与主网断开单独运行。微网概念的提出有效的协调了大电网与分布式电源间的矛盾，充分挖掘了分布式能源为电网和用户所带来的价值和效益。 

微网对电力系统供电能力的保证、电能质量的提高，以及对用户多样性要求的满足使其成为电力系统发展的趋势。但也带来了对传统集中式控制的冲击，造成集中式控制效率的低下，控制参数的激增，促使集中式控制到分布式智能控制的自然演变，而多代理方法作为分布控制和人工智能的产物，可以满足微网管理的需要。多代理方法在微网中的适应性表现在以下几点：1)微网是由一定地理区域内分散的分布式电源和负荷所组成，与多代理方法中分散的代理单元具有逻辑结构上的统一性；2)多代理方法中的各代理具有依据自身特点和目的，安排行动步骤的自主性，适用于微网系统中不同特点分布式电源的控制需要，也易于满足微网系统中隶属于不同用户和业主的分布式电源不同运行目标的需要；3)多代理方法中的各代理既具有运行控制的自主性，同时也具备相互通信，相互协商解决问题的合作性，适用于微网这种具有多运行单元、多控制目标的应用场合。 

对现有文献资料和专利说明的检索发现，中国发明专利(申请号： 200910048244.6)和中国实用新型专利(申请号：200720122010.8)提出了多代理方法在微电网的协调控制以及新能源发电中的应用，并详细描述了各代理的角色以及代理中各种模块的功能；中国发明专利(申请号：201010239335.0)提出采用协同粒子群算法并与多代理方法相结合，为电力市场ACE仿真提供了新的方法，张颖媛的博士学位论文《微网系统的运行优化与能量管理研究》以及崔明勇的博士学位论文《微网多目标优化运行及控制策略研究》分别将遗传算法和混沌蚁群算法应用于微网优化运行中，为微网能量管理提供了新的思路。 

现有的相关文献资料和专利说明对于多代理方法在微网中的应用尚停留在多代理方法结构的构造，以及微网中各代理功能模块的定义，未涉及代理间通信的具体协议和信息模型，或仅仅是自定义协议，不具有普适性和通用性的特点，事实上统一信息模型的建立对于多代理方法在微网能量管理技术上的广泛应用和互操作性的实现具有重要的作用。IEC 61850作为电力公用事业通信网络与系统的国际标准为电力系统无缝通信奠定了基础，因此，本专利利用IEC 61850定义的信息模型作为代理间通信的统一参考模型，实现IEC 61850信息模型向多代理通信语言的映射，确保代理间互联互通的实时性、统一性和互操作性，从而有效的应用于微网的能量管理系统中。