基于多Agent系统的微网协调控制方法研究

近年来分布式发电技术的广泛应用和可再生能源并网发电比例的增加，不仅增加了电力系统控制变量数目，而且带来了运行环境动态不确定性，传统的电力系统控制方法越来越难以适应这一发展趋势。“微网”采用系统化方法，将密切相关的分布式电源、负荷、储能装置及控制装置集成为一个整体，形成一个单一可控的独立系统，很好的解决了这一问题。 微网由于发电单元出力动态不确定性大及系统惯性较小，其运行可靠性面临更高的风险，需要更为积极的能量管理系统的支持。但由于低维护成本及便于微电源接入的“即插即用”的基本要求，传统能量管理系统的中央集中式控制由于其自身的架构的封闭性及控制方法固定的特性，不适合直接用于微网系统的能量控制与管理。面向微电网的基于多Agent系统（MAS）的能量管理系统具有按需协作、松散耦合的特点，符合微网能量管理系统基本要求。微网能量管理包括微网系统能量协调控制、负荷预测、可再生能源预测和潮流优化等许多方面，其中能量协调控制控制是其基础及核心功能，本文针对这一功能，重点研究基于MAS的微网自动发电协调控制及实现方法。 本文首先研究了微网中微电源的基本控制方法及其用于能量计算的准稳态模型，利用分层控制理论提出了微网能量的三次协调控制的基本方法，为微网系统的协调控制数字模拟建立了模型基础。其次，采用MAS理论，针对微网各种微电源和系统控制功能的，对用于微电网系统中的Agent进行定义和划分，并利用联邦式结构将这些Agent组织起来，建立了微网能量协调控制的MAS模型。最后，参考Agent通用协作协议，在本文提出的多因子微网Agent评价机制基础上，定义了应用于微网协作控制平台中Agent通信协议，建立了微网Agent协作基础。同时，分别利用Agent本地自主控制，若干Agent参与的合同网控制和整个微网Agent的市场竞标控制实现了微网能量不同层次的协调控制。针对上述基于MAS的微网能量协调控制模型，本文以“客户端—服务端”的总体架构，在C++Builder环境下实现了基于MAS的微网协作控制及仿真平台，并与实际微网物理平台集成。利用该平台对微网中Agent协作控制进行仿真实验验证。结果表明，本文所提出的基于MAS的微网协调控制方法在开放性、灵活性的前提下，实现了微网不同运行模式下的稳定运行，这将有助于基于MAS的微网能量管理系统的应用，提高微网开放性、可靠性和经济性，为微网的实际应用奠定了重要的基础。