[发明专利]一种基于多智能体系统的能源局域网分布式协同控制方法

说明书

本发明公开了一种基于多智能体系统的能源局域网分布式协同控制方法，包括如下步骤：(1)构建能源局域网三级控制架构，即“本地下垂控制‑次级功率优化控制‑集中优化、区域自治”的控制架构；(2)设计调度决策功能模块，在能源局域网内部发生故障切机和并、离网切换过程中，协调不同控制响应速率的可调控资源，响应局域网内部和外部的能量需求，快速平抑联络线的功率波动；(3)构建基于多智能体系统的分布式稀疏通信网络，通过邻近智能体间通信，基于一致性算法估算出全网的平均电压，对本地下垂控制器的电压和频率进行修正来模拟同步发电机的行为。通过以上方法，实现了能量管理最优、多元用户的灵活互动和分布式资源的协调运行。

技术领域

本发明涉及一种能源局域网的分布式协同控制领域，尤其涉及一种基于多智能体系统的能源局域网分布式协同控制方法。

背景技术

随着电网中可再生能源比例的大幅增加，随机波动的分布式电源及负荷对电网的运行安全造成极大挑战。由于能源局域网可以将分布式电源、负荷、储能及控制装置灵活可靠的结合起来，无缝接入大电网，近年来越来越引起人们重视。

在能源局域网能量管理系统研究和建设方面，欧洲电力匹配城市项目提出基于多智能体技术实现供能和热电需求的协调互联、无缝连接分布式发电与需求响应；英国公司FENIX项目将需求侧响应管理技术整合入大型电厂，构建分层控制的能效管理系统；瑞士苏黎世联邦理工学院提出能源集线器概念，通过综合管理实现多种能源综合优化控制。美国FREEDM能源局域网研究中心提出能源局域网内部采用一致性控制，实现分布式能量管理，多个能源局域网之间基于多智能体协调，实现分布式协同控制。而在我国，最近各地区开展了很多关于综合能源网的示范工程，如中新天津生态城示范工程、北京延庆主动配电网示范工程和上海崇明岛智能电网示范工程等。能源局域网的拓扑结构一般由系统中负荷特性、分布式电源的布局以及电能质量要求等因素决定。受容量、发电方式的限制，能源局域网中的分布式电源往往需要通过VSC(Voltage Source Converter，即电压源变流器)并网。以VSC为能源转换接口的分布式电源由于具有低惯性、高响应速度、调节速度快的特点，常规的集中式控制方式受通信带宽、可靠性较低的限制，不能完全满足分布式电源灵活控制和即插即用的特点。集中式控制需要中心节点采集各节点的状态信息，可靠性及扩展精度差，通讯时间也较长，如果中心节点出现故障，则系统则会失去稳定；完全分散式控制无需通信网络，但无法避免由于线路阻抗变化造成的各分布式电源功率分配不精确问题，难以协调控制。目前存在的分布式控制策略仍停留在单一层次的控制和优化上，各分布式电源根据上层的优化结果，通过下层智能体间的协同合作来实现联络线功率的合理分配，但未考虑上层优化调度的预测误差，以及在能源局域网内部发生故障切机、并离网切换时联络线功率的精确控制。与点对多点的集中式通信网络相比，基于稀疏网络的分布式通信网络更加适合能源局域网的协调控制，实现对大电网或负荷的快速响应。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于多智能体系统的能源局域网分布式协同控制方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是集中式控制可靠性及扩展精度差、通讯时间长，完全分散式控制的各分布式电源功率分配不精确、难以协调控制。