[发明专利]基于模糊多智能体的配电网多目标电压控制方法

摘要

本发明涉及一种基于模糊多智能体的配电网多目标电压控制系统，本发明利用多智能体技术的优点，提出了一种基于模糊多智能体的配电网多目标电压控制系统，一方面通过网络重构消除馈线功率拥塞问题，另一方面通过协调控制并联电容器组(Shunt capacitor Bank,并联电容器组SCB)、变压器有载分接头(on‑line tap change，变压器有载分接头OLTC)，借助网络重构，使配电网的电压维持在正常范围内。该方法是一种混合集中‑分散分布式控制策略，具备鲁棒性好、灵活、快速、可靠的特点。

主权项

1.一种基于模糊多智能体的配电网多目标电压控制方法，其特征在于，包括：当电网电压的最大值V_s,max和最小值V_s,min之差小于允许的电压上限V_Upp和下限V_Low之差，即V_s,max‑V_s,min<V_Upp‑V_Low时，利用变压器有载分接头OLTC将网络电压调节到正常范围内；当电网电压的最大值V_s,max和最小值V_s,min之差不小于允许的电压上限V_Upp和下限V_Low之差，即V_s,max‑V_s,min≥V_Upp‑V_Low时，进行网络重构；应用电压‑功率灵敏度因子dV_i/dP_j、dV_i/dQ_j计算重构引起的电压变化，其中，V_i、P_j、Q_j分别为母线i的电压幅值及母线j处注入的有过功率和无功功率；预先针对各种可能的系统拓扑，计算系统的电压‑功率灵敏度矩阵并保存；假设配电网中，馈线A有N条负荷母线，馈线B有M条负荷母线，两馈线间有一个联络开关；假设有N–I个负荷从馈线A转移到馈线B上，N–I是从馈线A转移到馈线B上的负荷个数，其中N是馈线A上负荷的总个数，则馈线A上母线I‑1的电压为：式中，V_I‑1⁽⁰⁾、V_I‑1分别为负荷转移前、后节点I‑1的电压；ΔP_L、ΔQ_L分别为转移的总有功功率和无功功率；同理，馈线B上母线J的电压为：式中，V_J分别为负荷转移前、后节点J的电压；所述的多智能体电压控制方法包括一个变电站智能体RA、一个馈线智能体FA和每条馈线上的多个负荷智能体LA，每一个监测负荷母线处安装一个LA，负责监测该母线处的负荷，一旦发现异常情况就汇报给FA；同时接收FA的指令，连接或断开本地的开关和负荷；如果有馈线节点电压不在允许范围内，则FA向RA汇报；此外，FA负责协商与相邻馈线或分支的负荷转移，以便消除馈线功率拥塞或者电压越限；RA接收到FA的请求后，负责调节变电站变压器有载分接头OLTC的分接头；每种智能体都有自己的行为规则，但都有两个目标：本地目标：维持本地状态变量和控制设备运行特性在正常范围内；全局目标：消除整个系统范围内的支路功率拥塞和母线电压越限现象；LA监测连接其母线的线路、并联电容器组SCB和分布式发电DG的状态，按如下规则执行任务：每个LA监测其节点的负荷功率、节点电压及上、下游潮流；如果LA母线处安装有SCB，一旦监测到电压越限，则执行本地电压控制；如果LA利用本地控制不能恢复电压，则通过它的FA向其馈线上或邻近馈线上安装有SCB的LA发送请求信号RM，要求改变无功功率支持；安装有SCB的响应者LA收到RM后，检查自己的无功功率补偿能力，然后发送同意或拒绝信号给请求者LA；如果响应者LA的SCB已达到无功功率容量限值或运行次数已达到日允许最大值，或邻近线路的功率达到最大值，或自身的节点电压越限，它将发送拒绝信号给请求者LA，表明自己不能提供无功功率支持；请求者LA收到拒绝信号后将给RA发送请求信号；RA收到LA的RM后，检查自己的调压能力，然后发送同意或拒绝信号给请求者LA；如果RA的变压器有载分接头OLTC分接头位置已达到极限值，或潮流达到最大值，或二次侧电压越限，它将发送拒绝信号给请求者LA；如果LA邻近线路断开或重合，它将给所有智能体发送通知信号，要求更新电压‑功率灵敏度矩阵；在线路拥塞和电压越限情况下FA的具体行为规则包括：如果FA监测到馈线潮流SF超过其最大值SF_max，它将给所有邻近FA发送请求信号，要求转移部分负荷；如果邻近FA有多余容量，则向请求者FA发送一个建议信号，该信号内容包含它能提供的转移功率量，否则发送拒绝信号；请求者FA从所有邻近FA接收到信号后，根据模糊逻辑推理算法选择最佳功率转移提供者；请求者FA给所选择的FA发送接收信号，给其他FA发送拒绝信号；然后给相应的有联络开关的LA发送闭合命令，连接所选择的FA；如果能提供的转移功率总数不足，则请求者FA给所有能提供功率转移的FA发送接收信号，相关FA将根据一个负荷优先权排列顺序表决定转移的负荷量；若响应者FA收到接受信号，则给相应的有联络开关的LA发送闭合命令；若提供功率转移的FA监测到自身馈线潮流越限，则给请求者FA发送取消信号，同时给相关LA发送命令，要求断开联络开关；电压越限情况下FA的行为：如果FA接收到来自RA的信号：要求重构以消除电压越限，则向LA发送通知，要求获取它们的电压和负荷功率数据；如果馈线电压的最小值小于电压允许下限，FA将根据电压‑功率灵敏度估算应转移到后备馈线上的功率；FA向所有邻近的FA发送请求转移所估算功率的信号；如果邻近FA接收到请求信号，并有多余容量，则根据电压‑功率灵敏度，计算确保联络开关节点在负荷转移后仍在V_Low以上所允许转移的负荷功率，并将该功率发送给向请求者FA；RA监测变电站变压器原、副侧的电压及变压器的输送功率，其运行规则如下：当接收到请求信号后，检查分接头当前的位置和变压器原、副侧的电压，然后反馈一个信号给请求者LA，说明自己所能提供的支持；如果RA接收到的请求信号中，既有要求增加变比的又有要求减少变比的，则向所有电压越限的LA发送拒绝信号，然后给所有FA发送命令，要求重构；若变压器有载分接头OLTC的变比已达到极限值或分接头动作次数达到日允许最大值，或变压器有载分接头OLTC的输送功率达到最大值，则RA发送拒绝信号，锁定变压器有载分接头OLTC，然后给所有FA发送命令，要求重构；如果RA从LA收到停止变压器有载分接头OLTC调压的请求，则停止变压器有载分接头OLTC分接头的动作。