【摘要】：微電網(wǎng)集成了可再生能源發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備以及可控電源,能夠高效地利用清潔能源,并同時擁有穩(wěn)定的對外特性。持續(xù)供電的能力、較高的可擴(kuò)展性和運(yùn)行靈活性使其在現(xiàn)階段能夠滿足可再生能源發(fā)電設(shè)備與大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的需求,并為未來智能電網(wǎng)的發(fā)展打下硬件基礎(chǔ)。因此微電網(wǎng)是一種完成度很高的可再生能源集成方案,擁有光明的未來;多代理系統(tǒng)是一種新型的智能體集合,可以在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上對微電網(wǎng)中的設(shè)備進(jìn)行完全覆蓋,其運(yùn)行模式的切換能力能夠滿足微電網(wǎng)的多種需求,而分布式計算能力能夠在未來實現(xiàn)更智能的微電網(wǎng)功能。因此,以多代理系統(tǒng)為基本功能平臺,開發(fā)優(yōu)良的各類功能,將會促進(jìn)微電網(wǎng)和智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展。本文以微電網(wǎng)的實際運(yùn)行場景為出發(fā)點,針對多代理平臺開發(fā)并改進(jìn)了用于解決微電網(wǎng)基本和高級需求的多種功能,取得的主要研究成果包括:(1)設(shè)計了包含代理模塊化基礎(chǔ)功能集、Debug工具包和自動化數(shù)據(jù)處理三大部分的完整多代理功能開發(fā)和實驗系統(tǒng),為各項基礎(chǔ)功能的維護(hù)和擴(kuò)展提供便捷的入口,大大降低了多代理復(fù)合功能開發(fā)和Debug的難度與耗時,并賦予系統(tǒng)自動處理數(shù)據(jù)和進(jìn)行重復(fù)實驗的能力。此系統(tǒng)的建立是后續(xù)各章節(jié)方法實現(xiàn)的基礎(chǔ),為本文的研究提供了有力的工具。(2)將泰勒級數(shù)的理念用于降低物理量跟蹤時的誤差,并依照這一原理基于現(xiàn)有的采樣系統(tǒng)為多代理平臺全新設(shè)計了高實時性的跟蹤功能,能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)中包含多重同類分量的物理量總量進(jìn)行實時跟蹤。在此方法中,設(shè)備代理向上層代理上傳物理量變化速度的增量,上層代理實時地模擬此物理量的變化過程,此舉有效地降低了跟蹤時的信息傳遞數(shù)量;同時,設(shè)備代理和上層代理同步監(jiān)控并修正誤差,最終實現(xiàn)準(zhǔn)確的物理量跟蹤。仿真結(jié)果表明此跟蹤方法的實時準(zhǔn)確性遠(yuǎn)高于直接上報變化量的傳統(tǒng)方法。此方法是一種通用的工具,可以為多代理平臺的各種實時控制提供準(zhǔn)確的信息來源,有效提升控制的性能。(3)提出了一種基于多代理平臺的高性能微電網(wǎng)有功功率協(xié)調(diào)控制方法,最大程度降低了協(xié)調(diào)控制過程中功率不平衡對微電網(wǎng)的損害。功率不平衡出現(xiàn)后,多代理系統(tǒng)立刻命令儲能設(shè)備快速介入,盡力平抑不平衡;同時,所有可控電源也將接到調(diào)度指令以最大速度增加或降低有功出力。當(dāng)微電網(wǎng)進(jìn)入有功平衡狀態(tài)后,儲能設(shè)備代理通過實時跟蹤所有可控電源總有功出力的變化,實現(xiàn)儲能設(shè)備和可控電源出力的此消彼長,而微電網(wǎng)中依然保持有功平衡,并最終令儲能設(shè)備無縫退出運(yùn)行,完成協(xié)調(diào)控制。仿真結(jié)果表明,此方法的控制性能高于傳統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制流程,有效地降低了微電網(wǎng)在協(xié)調(diào)過程中受到的傷害。(4)利用多代理系統(tǒng)的分層運(yùn)算能力為其量身定制了一套全新的微電網(wǎng)運(yùn)行成本率(單位時間內(nèi)產(chǎn)生的成本)優(yōu)化算法。此算法不僅能快速得到高質(zhì)量的運(yùn)算結(jié)果,還兼容各類型成本率函數(shù)。在每輪計算中,可控電源代理不斷查詢各可能的出力變化區(qū)間的有功功率增長平均成本率,并最終篩選出本地平均成本率最優(yōu)的有功功率變化量并將其發(fā)送給信息搜集代理;在匯總了這些信息后,信息搜集代理在這些本地最優(yōu)選擇中選出全局平均成本率最優(yōu)的功率增長量;以上過程不斷循環(huán),并最終進(jìn)入功率平衡狀態(tài)。在此狀態(tài)下,信息搜集代理還將進(jìn)行微調(diào),使得各個可控電源的出力不斷此消彼長,但總量保持恒定,最終引導(dǎo)微電網(wǎng)運(yùn)行于成本率最低的狀態(tài)。仿真結(jié)果表明此方法的運(yùn)算速度、運(yùn)算結(jié)果質(zhì)量和對不同類型成本率函數(shù)的兼容性均優(yōu)于遺傳算法和內(nèi)點法,為微電網(wǎng)中頻繁的成本率優(yōu)化需求提供了一個實用的解決方案。(5)提出了一種開放售電的微電網(wǎng)場景中多代理平臺快速優(yōu)選市場納什均衡點的方法,令微電網(wǎng)在經(jīng)歷了市場環(huán)境波動后能快速提供穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。此方法首先改進(jìn)了牛頓迭代法,使其能夠進(jìn)行分布式運(yùn)算,求解各發(fā)電設(shè)備利潤函數(shù)偏導(dǎo)數(shù)為0的方程組;同時針對可行解空間中的奇點設(shè)置了降維納什均衡點的計算,配合帶有一定隨機(jī)性的方向性搜索方法,實現(xiàn)全局納什均衡點的優(yōu)選。仿真結(jié)果表明此方法運(yùn)算速度快,不同場景中計算結(jié)果的橫向?qū)Ρ蕊@示零售電價和零售電功率的變化規(guī)律符合開放市場的競爭特性。此方法為微電網(wǎng)中電力市場納什均衡狀態(tài)的計算提供了一個實用的解決方案。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM732
【圖文】：

第四章 孤島模式下微電網(wǎng)中基于 MAS 的高性能有功功率協(xié)調(diào)控制方法本節(jié)以一個簡單的實例來說明 4.2.2 節(jié)中描述的有功功率協(xié)調(diào)控制的總體流圖 4.3 中的微電網(wǎng)為例，其中含有 2 個 CG，2 個儲能設(shè)備，1 個可再生能源裝置和若干負(fù)荷。此圖中所展示的任一功率曲線均是對應(yīng)設(shè)備相對于其在 0 吸收或發(fā)出有功功率的變化量。在 t1時刻以前，微電網(wǎng)中有功功率處于供需狀態(tài)，此時所有設(shè)備的功率變化量均為 0。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2771543