一種基于多智能體的微電網運行控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于多智能體的微電網運行控制方法，以電價作為微電網運行的主要參考指標，將微電網中的可再生能源發(fā)電裝置、負載、汽輪機、電池、控制器等分別抽象成一個個智能體，從而構成一個分散的多智能體系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，負載智能體扮演消費者（或買家）角色，可再生能源發(fā)電裝置智能體和汽輪機智能體扮演生產者（或賣家）角色，電池智能體扮演產銷者（或買賣者）角色，控制器多智能體扮演定價者角色，即由控制器決定峰谷電價以及是否向主干網購電或售電?；陔妰r、運行成本和負載需求，各個智能體之間通過協(xié)商進行調整，從而實現(xiàn)微電網的智能運行。
【專利說明】—種基于多智能體的微電網運行控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力數據系統(tǒng)領域，具體為一種基于多智能體的微電網運行控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的發(fā)展，用電需求不斷快速增長，主要建設都集中在火電、水電和核電站等大型集中電源，以及超高壓遠距離輸送電網上。但是，隨著電網規(guī)模不斷增大，超大規(guī)模電力系統(tǒng)弊端日漸顯露，成本高，運行難度大，難以適應用戶越來越高安全性和可靠性的要求以及多變的供電需求。尤其在近幾年發(fā)生大規(guī)模大范圍停電事故，凸出了傳統(tǒng)大電網的脆弱性，主要表現(xiàn)在:(1)大電網中任何一處異?；蛘吖收隙加锌赡苡绊懻麄€電網，甚至帶來電網癱瘓或電網崩潰；(2)大電網不能智能、靈活的跟蹤電網負荷變化，隨著負荷谷峰差增大，電網負荷率正在下降，導致發(fā)電及輸電設備利用率都有下降趨勢。(3) —些偏遠山區(qū)或地區(qū)，由于架設輸電設備成本過大或者自然條件限制，導致供電不理想。
[0003]在嚴峻環(huán)境問題和未來能源安全供應要求下，促使人們實施能源階梯，小規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)來適應復雜用電條件的要求。
[0004]分布式新能源微電網接入配電網，會對電網結構產生很大的影響。因此要將對包括微電網在內的電網進行重新規(guī)劃，為了保證電網正常運行和經濟運行，要解決電網進行負荷優(yōu)化、變電站優(yōu)化以及無功電源優(yōu)化等問題以及微網接入點、接入容量優(yōu)化等新問題，必須進行大量的數字運算。目前，現(xiàn)有計算機技術，在電力系統(tǒng)中采用的方法是根據經驗將現(xiàn)有網絡等值簡化，再進行在線計算或者離線計算，這種方法不能保證計算的實時性和準確性。同時，對包含大量分布式電源的智能電網，由于存在大量數據信息，傳統(tǒng)集中調度控制方式，難以有效實現(xiàn)對各電源以及負荷有效控制，而日趨成熟的多智能體系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的分布式控制提供了有效解決方案。鑒于智能體自主性、反應性等多方面優(yōu)點，能充分實現(xiàn)對電力系統(tǒng)職能管理和無人調度。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于多智能體的微電網運行控制方法，以解決包含大量分布式電源微電網運行控制問題，協(xié)調整個電網安全、穩(wěn)定、經濟、可靠的運行。
[0006]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為:
一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:以電價作為微電網運行的主要參考指標，將微電網中的可再生能源發(fā)電裝置、負載、汽輪機、電池、控制器分別抽象成多個智能體，從而構成一個分散的多智能體系統(tǒng)，在多智能體系統(tǒng)中，負載智能體扮演消費者或買家角色，可再生能源發(fā)電裝置智能體和汽輪機智能體扮演生產者或賣家角色，電池智能體扮演產銷者或買賣者角色，控制器多智能體扮演定價者角色，即由控制器決定峰谷電價以及是否向主干網購電或售電，基于電價、運行成本和負載需求，各個智能體之間通過協(xié)商進行調整，從而實現(xiàn)微電網的智能運行。[0007]所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:負載智能體扮演消費者或買家角色，以實現(xiàn)根據歷史數據和當地天氣對下一供電周期的負荷進行預測功能，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力購買的信息。
[0008]所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:可再生能源發(fā)電裝置智能體和汽輪機智能體扮演生產者或賣家角色，以實現(xiàn)根據歷史數據和當地天氣預測對下一供電周期電力產能的預測，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力購買需求、電量和電力價格的信息。
[0009]所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:電池智能體扮演產銷者或買賣者角色，以實現(xiàn)對電池狀態(tài)的測量，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力出售或者購買價格、電量以及購買地的信息。
[0010]所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:控制器多智能體扮演定價者角色，以實現(xiàn)對各智能體的控制和信息處理，做出準確預測，以確定賣家智能體的供電電量以及相應價格，通知買家購買電量、購買地以及相應價格。
[0011]所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:各智能體與控制器多智能體之間通過如下過程實現(xiàn)對電網電價、電量和購買地的動態(tài)管理:
(1)、控制器多智能體以一定時間頻率向微電網中各智能體發(fā)布投標信息；
(2)、所有在微電網中扮演賣家、買家、產銷者的多智能體在接受到控制器多智能體的信息后，回應相關電力出售或者購買信息，包括相應電量和價格；
(3)、控制器智能體在接收到各多智能體相應信息后，通過控制時間來安排與各智能體協(xié)商過程的進行，已滿足各智能體要求，保證微電網的安全、穩(wěn)定、有序、可靠運行；
(4)、獲得整個微電網信息后，控制器智能體根據微電網歷史數據和現(xiàn)有狀態(tài)，做出相應操作決策，并將決策信息發(fā)布給微電網中可再生能源多智能體和電池多智能體；
(5)、可再生能源多智能體和電池多智能體在接收到控制器智能體的指令后，根據歷史數據和自身現(xiàn)在狀態(tài)做出決定，是否響應控制器智能體的指令要求，在響應情況下，發(fā)給控制器智能體接受指令，否則，發(fā)出拒絕指令；
(6)、控制器智能體收到來自可再生能源多智能體和電池多智能體的接收/拒絕指令。微電網電力不足時，控制器智能體會向大電網購買電力，以滿足微電網電力需求。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有的技術相比，具有如下優(yōu)點:
(I)基于多智能體技術，本發(fā)明能夠對微電網大量數據進行及時處理，能夠充分保證計算實時性和準確性。
[0013](2)針對包含大量分布式電源的微電網，本發(fā)明采用多智能體技術，能夠實現(xiàn)對微電網全局的管理，并提供與大電網并網功能，降低了微電網出現(xiàn)故障導致電網癱瘓的可能，合理調度和控制微電網中各種設備的工作狀態(tài)和方式，保證微電網安全、穩(wěn)定、經濟、可靠的工作。
[0014]( 3 )與傳統(tǒng)電網調度和控制技術相比，本發(fā)明根據用電谷峰不同時刻，采用不同電力價格，帶來直接社會效益；并且能夠根據不同負荷谷峰差，調節(jié)微電網各個智能體設備的售賣、購買以及負荷情況，實現(xiàn)微電網全面調度和控制，降低微電網負荷率，提高設備利用率。【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明微電網系統(tǒng)結構模型。
[0016]圖2為本發(fā)明控制器多智能體數據流程圖。
【具體實施方式】
[0017]一種基于多智能體的微電網運行控制方法，以電價作為微電網運行的主要參考指標，將微電網中的可再生能源發(fā)電裝置、負載、汽輪機、電池、控制器分別抽象成多個智能體，從而構成一個分散的多智能體系統(tǒng)，在多智能體系統(tǒng)中，負載智能體扮演消費者或買家角色，可再生能源發(fā)電裝置智能體和汽輪機智能體扮演生產者或賣家角色，電池智能體扮演產銷者或買賣者角色，控制器多智能體扮演定價者角色，即由控制器決定峰谷電價以及是否向主干網購電或售電，基于電價、運行成本和負載需求，各個智能體之間通過協(xié)商進行調整，從而實現(xiàn)微電網的智能運行。
[0018]負載智能體扮演消費者或買家角色，以實現(xiàn)根據歷史數據和當地天氣對下一供電周期的負荷進行預測功能，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力購買的信息。
[0019]可再生能源發(fā)電裝置智能體和汽輪機智能體扮演生產者或賣家角色，以實現(xiàn)根據歷史數據和當地天氣預測對下一供電周期電力產能的預測，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力購買需求、電量和電力價格的信息。
[0020]電池智能體扮演產銷者或買賣者角色，以實現(xiàn)對電池狀態(tài)的測量，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力出售或者購買價格、電量以及購買地的信息。
[0021]控制器多智能體扮演定價者角色，以實現(xiàn)對各智能體的控制和信息處理，做出準確預測，以確定賣家智能體的供電電量以及相應價格，通知買家購買電量、購買地以及相應價格。
[0022]各智能體與控制器多智能體之間通過如下過程實現(xiàn)對電網電價、電量和購買地的
動態(tài)管理:
(1)、控制器多智能體以一定時間頻率向微電網中各智能體發(fā)布投標信息；
(2)、所有在微電網中扮演賣家、買家、產銷者的多智能體在接受到控制器多智能體的信息后，回應相關電力出售或者購買信息，包括相應電量和價格；
(3)、控制器智能體在接收到各多智能體相應信息后，通過控制時間來安排與各智能體協(xié)商過程的進行，已滿足各智能體要求，保證微電網的安全、穩(wěn)定、有序、可靠運行；
(4)、獲得整個微電網信息后，控制器智能體根據微電網歷史數據和現(xiàn)有狀態(tài)，做出相應操作決策，并將決策信息發(fā)布給微電網中可再生能源多智能體和電池多智能體；
(5)、可再生能源多智能體和電池多智能體在接收到控制器智能體的指令后，根據歷史數據和自身現(xiàn)在狀態(tài)做出決定，是否響應控制器智能體的指令要求，在響應情況下，發(fā)給控制器智能體接受指令，否則，發(fā)出拒絕指令；
(6)、控制器智能體收到來自可再生能源多智能體和電池多智能體的接收/拒絕指令。微電網電力不足時，控制器智能體會向大電網購買電力，以滿足微電網電力需求。
[0023]如圖1所示，本發(fā)明為一種多智能體的微電網運行控制方法，本發(fā)明中控制器多智能體基本功能是實現(xiàn)與大電網并網。控制器多智能體向全局發(fā)布相應投標信息，在接收到微電網中其他角色智能體發(fā)來的信息后，做出決策，并控制協(xié)商過程進行。在分析電網全局狀后，控制器智能體根據歷史數據，向可再生能源智能體和電池智能體發(fā)出微電網輸送電力的指令，根據反饋信息、歷史數據和自身狀態(tài)做出決策。
[0024]如圖2所示，本發(fā)明中控制器多智能體在微電網處于正常工作狀態(tài)的數據流程。微電網開始正常工作，在收集到各個多智能體的信息后，通過歷史數據和現(xiàn)有微電網狀態(tài)，判斷能否實現(xiàn)分布式電源智能體的需求。在能響應需求的情況下，控制器智能體通過控制時間節(jié)點組織協(xié)調過程來實現(xiàn)分布式電源智能體的需求；不能響應需求的情況下，控制器智能體向可再生能源智能體和電池智能體發(fā)出供電指令，可再生能源智能體和電池智能體收到后，根據歷史數據和自身現(xiàn)有狀態(tài)決定是否執(zhí)行供電指令。在執(zhí)行指令的情況下，控制器智能體組織協(xié)商過程的進行；不執(zhí)行指令的情況下，控制器智能體向大電網組織購買電力，保證微電網的穩(wěn)定、安全運行。
【權利要求】
1.一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:以電價作為微電網運行的主要參考指標，將微電網中的可再生能源發(fā)電裝置、負載、汽輪機、電池、控制器分別抽象成多個智能體，從而構成一個分散的多智能體系統(tǒng)，在多智能體系統(tǒng)中，負載智能體扮演消費者或買家角色，可再生能源發(fā)電裝置智能體和汽輪機智能體扮演生產者或賣家角色，電池智能體扮演產銷者或買賣者角色，控制器多智能體扮演定價者角色，即由控制器決定峰谷電價以及是否向主干網購電或售電，基于電價、運行成本和負載需求，各個智能體之間通過協(xié)商進行調整，從而實現(xiàn)微電網的智能運行。
2.根據權利要求1所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:負載智能體扮演消費者或買家角色，以實現(xiàn)根據歷史數據和當地天氣對下一供電周期的負荷進行預測功能，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力購買的信息。
3.根據權利要求1所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:可再生能源發(fā)電裝置智能體和汽輪機智能體扮演生產者或賣家角色，以實現(xiàn)根據歷史數據和當地天氣預測對下一供電周期電力產能的預測，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力購買需求、電量和電力價格的信息。
4.根據權利要求1所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:電池智能體扮演產銷者或買賣者角色，以實現(xiàn)對電池狀態(tài)的測量，同時與控制器多智能體通信，傳遞電力出售或者購買價格、電量以及購買地的信息。
5.根據權利要求1所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:控制器多智能體扮演定價者角色，以實現(xiàn)對各智能體的控制和信息處理，做出準確預測，以確定賣家智能體的供電電量以及相應價格，通知買家購買電量、購買地以及相應價格。
6.根據權利要求1所述的一種基于多智能體的微電網運行控制方法，其特征在于:各智能體與控制器多智能體之間通過如下過程實現(xiàn)對電網電價、電量和購買地的動態(tài)管理: (1)、控制器多智能體以一定時間頻率向微電網中各智能體發(fā)布投標信息； (2)、所有在微電網中扮演賣家、買家、產銷者的多智能體在接受到控制器多智能體的信息后，回應相關電力出售或者購買信息，包括相應電量和價格； (3)、控制器智能體在接收到各多智能體相應信息后，通過控制時間來安排與各智能體協(xié)商過程的進行，已滿足各智能體要求，保證微電網的安全、穩(wěn)定、有序、可靠運行； (4)、獲得整個微電網信息后，控制器智能體根據微電網歷史數據和現(xiàn)有狀態(tài)，做出相應操作決策，并將決策信息發(fā)布給微電網中可再生能源多智能體和電池多智能體； (5)、可再生能源多智能體和電池多智能體在接收到控制器智能體的指令后，根據歷史數據和自身現(xiàn)在狀態(tài)做出決定，是否響應控制器智能體的指令要求，在響應情況下，發(fā)給控制器智能體接受指令，否則，發(fā)出拒絕指令； (6)、控制器智能體收到來自可再生能源多智能體和電池多智能體的接收/拒絕指令， 微電網電力不足時，控制器智能體會向大電網購買電力，以滿足微電網電力需求。
【文檔編號】G06Q10/04GK103730891SQ201310577925
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月18日 優(yōu)先權日:2013年11月18日
【發(fā)明者】黃少偉, 陳穎, 葛愿, 余諾, 汪石農, 方航, 殷鳳媛 申請人:蕪湖大學科技園發(fā)展有限公司