[發(fā)明專利]基于多智能體的微電源分散協(xié)調(diào)控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710177996.7
• 申請(qǐng)日: 2017-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN106877398B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 竇春霞;張博;張占強(qiáng);宋萌萌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38
• 代理公司: 秦皇島一誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 13116
• 代理人: 李合印

一種基于多智能體的微電源分散協(xié)調(diào)控制方法，其內(nèi)容包括：構(gòu)建兩層多智能體分布式協(xié)調(diào)控制方案；設(shè)計(jì)兩層多智能體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，下層單元智能體設(shè)計(jì)為包括反應(yīng)層和協(xié)商層的混合智能體；上層智能體設(shè)計(jì)為包括學(xué)習(xí)和評(píng)估模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、二級(jí)控制模塊和動(dòng)作執(zhí)行模塊；提出微電源分散控制方案，分布式電源的分散控制為雙閉環(huán)控制，設(shè)計(jì)分?jǐn)?shù)階PID控制器；用粒子群優(yōu)化算法整定分?jǐn)?shù)階PID控制器的參數(shù)優(yōu)化；基于一致性控制理論設(shè)計(jì)分布式協(xié)調(diào)控制器；用仿真試驗(yàn)驗(yàn)證該方案的有效性。本發(fā)明為微電網(wǎng)的分布式電源提供了一個(gè)既經(jīng)濟(jì)可行、又安全可靠地控制策略，確保微電網(wǎng)在孤島模式下能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種基于多智能體的微電源分散協(xié)調(diào)控制方法。

背景技術(shù)

近幾年，分布式發(fā)電技術(shù)得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注，并且廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)。分布式電源包括光伏發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、燃料電池和微型燃?xì)廨啓C(jī)等。分布式發(fā)電具有投資小、環(huán)保好以及靈活性高等優(yōu)點(diǎn)，但也同時(shí)存在著很多問(wèn)題，如分布式電源單機(jī)接入的成本較高、控制相對(duì)困難等。此外，分布式電源相對(duì)于大電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，是一個(gè)不可控電源，大電網(wǎng)不得不采取例如限制、隔離的方式來(lái)處理分布式電源，以減小分布式電源對(duì)大電網(wǎng)的沖擊。IEEE1547標(biāo)準(zhǔn)對(duì)分布式電源的入網(wǎng)作了規(guī)定：當(dāng)電力系統(tǒng)故障時(shí)，分布式電源必須馬上退出運(yùn)行。這一標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上限制了分布式電源的充分發(fā)揮，也間接限制了新能源的利用。為了協(xié)調(diào)大電網(wǎng)與分布式電源之間的矛盾，充分利用分布式電源為微電網(wǎng)和用戶帶來(lái)的價(jià)值和效益，微電網(wǎng)的概念被提出。微電網(wǎng)是由分布式電源、儲(chǔ)能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠向關(guān)鍵負(fù)荷不間斷提供高質(zhì)量的電能，其相對(duì)于外部大電網(wǎng)是單一可控的。微電網(wǎng)具有并網(wǎng)和孤島兩種運(yùn)行模式，正常情況下與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，作為電網(wǎng)的補(bǔ)充；當(dāng)檢測(cè)到電網(wǎng)故障或是電能質(zhì)量不能滿足本地負(fù)荷供電要求時(shí)，微電網(wǎng)迅速和大電網(wǎng)斷開孤島運(yùn)行。無(wú)論微電網(wǎng)處于并網(wǎng)模式還是孤島模式，都需要對(duì)微電網(wǎng)中的分布式電源進(jìn)行有效地控制，因此對(duì)微電網(wǎng)中分布式電源的控制技術(shù)至關(guān)重要。

微電網(wǎng)通過(guò)微電源維持電網(wǎng)的穩(wěn)定，而每個(gè)微電源都是通過(guò)控制靈活的電力電子接口逆變器連接到微電網(wǎng)，因此，對(duì)微電網(wǎng)下層分散控制器的設(shè)計(jì)通過(guò)對(duì)逆變器控制實(shí)現(xiàn)。目前針對(duì)微電網(wǎng)中分布式電源的控制問(wèn)題通常采用以下兩種控制策略：(1)主從控制策略。該控制策略需要將分布式電源的相關(guān)信息集中到控制中心，由中心控制器在分析計(jì)算后對(duì)各逆變器下發(fā)控制信息，但它需要通信線路傳遞信息，因此對(duì)通信有較高的依賴性，且對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，難以實(shí)現(xiàn)滿意的控制效果。(2)分散控制策略。每個(gè)分布式電源根據(jù)自己局部的相關(guān)信息進(jìn)行獨(dú)立控制，不需要通信環(huán)節(jié)，而且實(shí)現(xiàn)了分布式電源的即插即用，但隨著新能源發(fā)電的不斷滲透，微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，分散控制由于缺少單元之間的配合，當(dāng)微電網(wǎng)遭受嚴(yán)重?cái)_動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)的頻率質(zhì)量可能無(wú)法保證。正是由于上述原因，本發(fā)明提出一種平衡兩種控制策略優(yōu)缺點(diǎn)的控制方法—基于多智能體(MAS)的微電源分散協(xié)調(diào)控制方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種基于多智能技術(shù)的微電源分散協(xié)調(diào)控制方法。該發(fā)明基于兩層多智能體技術(shù)平臺(tái)，設(shè)計(jì)既合理有效又經(jīng)濟(jì)可行的分散協(xié)調(diào)控制策略，使得微電網(wǎng)在大擾動(dòng)下能夠維護(hù)系統(tǒng)良好的控制性能。

為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于多智能體的微電源分散協(xié)調(diào)控制方法，該方法內(nèi)容包括如下步驟：

(1)構(gòu)建兩層多智能體分布式協(xié)調(diào)控制方案，下層每個(gè)智能體單元根據(jù)自己局部的相關(guān)信息，進(jìn)行獨(dú)立的控制；下層每個(gè)智能體能夠?qū)崿F(xiàn)分布式電源的分散控制；上層協(xié)調(diào)控制智能體，根據(jù)下層智能體的信息以及微電網(wǎng)的運(yùn)行狀況，及時(shí)向下層單元智能體提供相應(yīng)的控制方式，確保微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)上層智能體基于通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)分布式電源的協(xié)調(diào)控制；

(2)設(shè)計(jì)兩層多智能體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，下層單元智能體設(shè)計(jì)為包括反應(yīng)層和協(xié)商層的混合智能體；上層智能體設(shè)計(jì)為包括學(xué)習(xí)和評(píng)估模塊、數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)、二級(jí)控制模塊和動(dòng)作執(zhí)行模塊；