《電子技術(shù)應(yīng)用》
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基于MAS的主動配電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度

2017-06-17

  中國電力科學(xué)研究院的研究人員蒲天驕、李燁等,,在2015年第23期《電工技術(shù)學(xué)報》上撰文,,為實現(xiàn)主動配電網(wǎng)(ADN)中大量間歇式可再生能源的充分消納以及儲能裝置、柔性負(fù)荷等可調(diào)資源的有效利用,,提出了適用于主動配電網(wǎng)的儲能實時優(yōu)化調(diào)度模型和考慮用戶與電網(wǎng)互動特性的柔性負(fù)荷模型,;并在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了一種基于多代理系統(tǒng)(MAS)的主動配電網(wǎng)三層多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu),,提出了區(qū)域自治協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度策略,,以支持主動配電網(wǎng)多種可調(diào)設(shè)備的聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度;最后,,采用JADE開發(fā)平臺搭建了多代理系統(tǒng)仿真環(huán)境,,通過算例系統(tǒng),驗證了所提出的實時優(yōu)化調(diào)度策略的有效性,。

  在配電網(wǎng)中應(yīng)用分布式可再生能源發(fā)電,,不僅能提高資源利用效率、降低發(fā)電帶來的環(huán)境污染,,還能降低主網(wǎng)遠(yuǎn)距離輸電產(chǎn)生的損耗,,提高配電網(wǎng)的靈活性。因此,,為了實現(xiàn)大量間歇式新能源的充分消納和多種可控設(shè)備的優(yōu)化控制,,提出了主動配電網(wǎng)技術(shù)。

  主動配電網(wǎng)(ActiveDistributionNetwork,ADN)是運(yùn)用更靈活的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來進(jìn)行潮流管理,,從而對局部的分布式能源進(jìn)行主動控制和主動管理的配電系統(tǒng),。如何通過有效優(yōu)化調(diào)度策略實現(xiàn)接入的大量間歇式新能源的充分消納和可調(diào)資源的優(yōu)化調(diào)度,以保證電網(wǎng)安全,、經(jīng)濟(jì),、高效運(yùn)行,是目前主動配電網(wǎng)研究的核心問題,。

  目前,,國內(nèi)外學(xué)者已開展了主動配電網(wǎng)的多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度技術(shù)研究及示范工程建設(shè)。其中最具影響力的是歐盟FP6主導(dǎo)的ADINE(即ActiveDistributionNetwork)示范工程[4],,其演示了主動配電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)如何有效平抑大規(guī)模DG接入帶來的波動,,以使網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀況更加優(yōu)化。

  文獻(xiàn)提出了基于最優(yōu)潮流算法的主動配電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型,,以找到各種控制選項的最優(yōu)組合(分布式能源,、需求側(cè)管理、可控負(fù)載,、無功補(bǔ)償,、變壓器分接頭),,實現(xiàn)配電網(wǎng)運(yùn)行過程的總成本最小。但由于主動配電網(wǎng)中可調(diào)設(shè)備數(shù)量過多,,對全網(wǎng)進(jìn)行最優(yōu)潮流計算難以保證計算速度,,且長時間尺度的優(yōu)化計算未充分體現(xiàn)主動配電網(wǎng)主動、靈活的運(yùn)行特性,。

  文獻(xiàn)提出了一種適用于主動配電網(wǎng)的多時間尺度多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度框架,,以基于最優(yōu)潮流計算的長時間尺度下全局優(yōu)化策略和短時間尺度下的區(qū)域自治控制相配合實現(xiàn)主動配電網(wǎng)的優(yōu)化運(yùn)行。該協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法印證了分布式控制是未來主動配電網(wǎng)運(yùn)行控制模式的趨勢,,但對分布式電源出力預(yù)測的準(zhǔn)確度依賴很大,,且并未考慮主動配電網(wǎng)中儲能系統(tǒng)實時變化的能量約束及柔性負(fù)荷參與協(xié)調(diào)控制。

  由于主動配電網(wǎng)具有大量分布式可調(diào)資源,、數(shù)據(jù)交互多,、控制方式靈活等特點,因此其分布式優(yōu)化調(diào)度技術(shù)成為研究熱點,。人工智能范疇的多代理系統(tǒng)(Multi-AgentSystem,MAS)具有良好的自治性,、適應(yīng)性、協(xié)調(diào)性和社會性,,能很好地解決分布式系統(tǒng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化問題,,目前被廣泛應(yīng)用于配電網(wǎng)和微電網(wǎng)的研究領(lǐng)域,。

  文獻(xiàn)]建立了多微網(wǎng)環(huán)境中的能量協(xié)調(diào)調(diào)度方法,,提出了分層調(diào)度方案,在負(fù)荷變化時以可調(diào)發(fā)電單元作為主要調(diào)控手段,。

  本文提出了儲能實時優(yōu)化調(diào)度模型和柔性負(fù)荷模型,,并利用MAS構(gòu)建適用于主動配電網(wǎng)的分布式多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)以及區(qū)域自治和全局協(xié)調(diào)兩種優(yōu)化調(diào)度策略。最后基于JADE開發(fā)平臺搭建仿真環(huán)境,,結(jié)合算例系統(tǒng)進(jìn)行驗證,。

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  圖1 儲能虛擬放電價格曲線

  結(jié)論

  對主動配電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度模型、優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)以及優(yōu)化調(diào)度策略進(jìn)行了研究,,所得結(jié)論為:

  1)為了實現(xiàn)主動配電網(wǎng)實時優(yōu)化調(diào)度,,對傳統(tǒng)的儲能模型進(jìn)行了改進(jìn),提出了儲能虛擬充放電成本,。還建立了具有可控特性的負(fù)荷模型,,并通過仿真算例驗證了模型的有效性。

  2)提出的“主導(dǎo)Agent—節(jié)點Agent—單元Agent”三層多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度架構(gòu)將全網(wǎng)優(yōu)化模型的目標(biāo)和約束分散到節(jié)點Agent和單元Agent中,,利用Agent之間的交互和通信,,通過主導(dǎo)Agent引導(dǎo)各區(qū)域進(jìn)行分布式優(yōu)化調(diào)度。該架構(gòu)可擴(kuò)展性強(qiáng),,交互方式靈活,,計算效率高,。

  3)提出了基于MAS的區(qū)域自治協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度策略,并基于JADE開發(fā)平臺搭建了仿真環(huán)境,,以兩個典型系統(tǒng)為例,,采用區(qū)域自治協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度策略可實現(xiàn)主動配電網(wǎng)多源協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度。


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