《電子技術(shù)應用》
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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)互動特性的柔性負荷模型,;并在此基礎上,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)是運用更靈活的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)來進行潮流管理,,從而對局部的分布式能源進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,、高效運行,,是目前主動配電網(wǎng)研究的核心問題。

  目前,,國內(nèi)外學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,。其中最具影響力的是歐盟FP6主導的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)絡的運行狀況更加優(yōu)化,。

  文獻提出了基于最優(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、可控負載,、無功補償,、變壓器分接頭),實現(xiàn)配電網(wǎng)運行過程的總成本最小,。但由于主動配電網(wǎng)中可調(diào)設備數(shù)量過多,,對全網(wǎng)進行最優(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,、靈活的運行特性,。

  文獻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)運行控制模式的趨勢,,但對分布式電源出力預測的準確度依賴很大,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,目前被廣泛應用于配電網(wǎng)和微電網(wǎng)的研究領(lǐng)域,。

  文獻]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)的儲能模型進行了改進,,提出了儲能虛擬充放電成本。還建立了具有可控特性的負荷模型,,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Agent引導各區(qū)域進行分布式優(yōu)化調(diào)度,。該架構(gòu)可擴展性強,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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