基于MAS的孤立微電網(wǎng)分布式協(xié)同功率優(yōu)化控制研究.pdf

1、孤立運(yùn)行的微電網(wǎng)作為智能配電網(wǎng)的重要組成部分，已經(jīng)在譬如海島、農(nóng)村、邊防、船艦等遠(yuǎn)離供電中心的地區(qū)系統(tǒng)中成功應(yīng)用，其因地制宜地利用區(qū)域內(nèi)可再生能源為本地提供電源，解決了偏遠(yuǎn)地區(qū)供電難的問題。與大電網(wǎng)不同，孤立微電網(wǎng)系統(tǒng)由大量電力電子裝置組成，其等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，并且內(nèi)部包含大量間歇性的可再生能源，如何保證孤立微電網(wǎng)實(shí)時(shí)的功率平衡及電壓、頻率穩(wěn)定已成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。此外，在微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上還需考慮功率的優(yōu)化分配，以有效地提高可再生

2、能源利用率、降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高綜合效益。因此，研究有效、可靠、易于擴(kuò)展的孤立微電網(wǎng)功率優(yōu)化控制策略勢在必行。
　　為了克服現(xiàn)有集中式、分散式或分層分布式優(yōu)化控制方法的不足，本文基于孤立微電網(wǎng)分布式控制架構(gòu)，利用多代理系統(tǒng)(Multi-agent system，MAS)特性，提出基于MAS的孤立微電網(wǎng)分布式功率優(yōu)化控制方法。從模型建立、仿真分析、實(shí)施方法等角度深入研究基于MAS的分布式信息交互方法、協(xié)同功率優(yōu)化控制策略，初步建

3、立了基于MAS的孤立微電網(wǎng)分布式控制理論與方法框架。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　1)孤立徽電網(wǎng)分布式控制架構(gòu)及分布式功率優(yōu)化控制方法研究:針對孤立運(yùn)行微電網(wǎng)，借鑒集中/分散式控制架構(gòu)，設(shè)計(jì)孤立微電網(wǎng)分布式控制架構(gòu)，明確設(shè)備級控制模式及系統(tǒng)級控制方式。引入遵循國際組織FIPA標(biāo)準(zhǔn)的多代理系統(tǒng)管理體系及通信機(jī)制，利用MAS提供的通信服務(wù)與搜索功能，提出基于MAS的系統(tǒng)級分布式功率優(yōu)化控制方法，實(shí)現(xiàn)代理自組織、分布式功率優(yōu)化及雙層數(shù)據(jù)交

4、互功能。
　　2)基于離散一致性的分布式功率均衡優(yōu)化控制研究:為了實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的高精度功率均衡控制目標(biāo)，借鑒分布式功率優(yōu)化控制方法，提出一種基于離散一致性的分布式功率均衡優(yōu)化控制策略。設(shè)計(jì)具有自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓南到y(tǒng)狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，通過電壓一致性迭代實(shí)現(xiàn)基于局部信息交互的全網(wǎng)平均電壓獲取。在此基礎(chǔ)上，將平均電壓作為全局反饋量建立分布式功率一致性控制策略，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)的功率均衡控制及二次電壓恢復(fù)。
　　3)基于邊際成本一致性的分布式

5、經(jīng)濟(jì)優(yōu)化控制研究:為解決含不同發(fā)電成本分布式電源的孤立微電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化問題，借鑒分布式功率優(yōu)化控制方法，提出基于邊際成本一致性的分布式經(jīng)濟(jì)優(yōu)化控制策略，該策略包括邊際成本一致性控制與電壓二次恢復(fù)兩個(gè)相互獨(dú)立的環(huán)節(jié)。設(shè)計(jì)基于邊際成本變量的一致性控制策略，實(shí)現(xiàn)孤立微電網(wǎng)最優(yōu)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)。同時(shí)，利用分布式電壓一致性迭代方程實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)平均電壓獨(dú)立恢復(fù)。
　　4)孤立交流微電網(wǎng)分布式二次優(yōu)化控制研究:為了克服孤島型交流微電網(wǎng)有功/無功耦合問題，

6、借鑒分布式功率優(yōu)化控制方法，提出基于MAS的分布式二次優(yōu)化控制策略實(shí)現(xiàn)有功/無功獨(dú)立控制、電壓二次調(diào)節(jié)等目標(biāo)。設(shè)計(jì)基于平均一致性的電壓迭代方程，通過鄰居代理間電壓信息交互實(shí)現(xiàn)全局電壓信息的可觀測，從而實(shí)現(xiàn)可靠的電壓二次恢復(fù)。設(shè)計(jì)功率一致性控制策略，根據(jù)鄰居間功率信息交互實(shí)現(xiàn)有功/無功解耦控制以及有功功率按比例精確分配。
　　5)分布式功率優(yōu)化控制策略性能分析及通信拓?fù)鋬?yōu)化:分析通信延時(shí)對上述分布式功率優(yōu)化控制策略的影響，綜合考慮通