基于多代理系統(tǒng)的虛擬發(fā)電廠技術(shù)及其在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著全世界電力消費(fèi)的不斷增長，新的技術(shù)將直接影響到電力的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用；隨著世界能源緊缺、氣候變化和環(huán)境污染等問題日益嚴(yán)峻，分布式能源與清潔能源的推廣應(yīng)用已成必然趨勢。風(fēng)力發(fā)電機(jī)、燃料電池、生物質(zhì)機(jī)組、微型燃?xì)廨啓C(jī)和熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組等都屬于創(chuàng)新的發(fā)電技術(shù)。
　　然而這些新型電源接入電網(wǎng)后，將給配電網(wǎng)乃至輸電網(wǎng)的電壓、電能質(zhì)量、系統(tǒng)保護(hù)和調(diào)度運(yùn)行等帶來一系列的影響，并聯(lián)模式下電網(wǎng)的監(jiān)控和管理面臨很多技術(shù)上的難題。而智能電網(wǎng)技術(shù)的

2、發(fā)展恰好為新型電源的無縫并網(wǎng)提供了契機(jī)。智能電網(wǎng)技術(shù)有機(jī)融合了高級傳感、通信、自動控制等技術(shù)，具有自我管理、自我恢復(fù)、兼容性強(qiáng)等特點(diǎn)。通過合理的應(yīng)用智能電網(wǎng)技術(shù)，能在分布式電源接入電網(wǎng)后，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)互動和協(xié)調(diào)運(yùn)行。
　　為適應(yīng)清潔能源、分布式能源的特性，智能電網(wǎng)需要結(jié)合了電網(wǎng)頻率、聯(lián)絡(luò)線潮流和電壓控制技術(shù)、發(fā)電預(yù)測模型和方法等為一體的高級控制技術(shù)。因此，能夠解決分布式能源與清潔能源接入與控制的虛擬發(fā)電廠技術(shù)(Virtual Powe

3、r Plant，VPP)被提了出來，并在歐美各國率先實(shí)踐成功，被學(xué)術(shù)界認(rèn)為是智能配電網(wǎng)的重要發(fā)展方向。
　　本論文著力于研究智能電網(wǎng)中的虛擬發(fā)電廠技術(shù)。主要包括：
　?。?）概述分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)的發(fā)展，簡要介紹了虛擬發(fā)電廠技術(shù)。作為后續(xù)研究的一個(gè)基礎(chǔ)，對本研究所涉及的相關(guān)研究對象、主體、關(guān)鍵概念進(jìn)行科學(xué)和規(guī)范化的界定，并介紹了多代理系統(tǒng)（Multi Agent System，MAS）的研究現(xiàn)狀。
　?。?）詳細(xì)闡述

4、虛擬發(fā)電廠技術(shù)（以下簡稱VPP），介紹其概念，結(jié)構(gòu)，兩種分類方式和目前國際上普遍采用的控制方式：集中控制、分散控制以及完全分散控制等三種控制模式。同時(shí)分析出在智能電網(wǎng)的運(yùn)行模式中，完全分散控制比較適合投入電網(wǎng)應(yīng)用，因此提出基于完全分散控制式的VPP，可以通過多代理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。
　?。?）研究了VPP中主要的分布式電源的特性和并網(wǎng)影響，并重點(diǎn)分析了有廣泛應(yīng)用前景的小型熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)；闡明了當(dāng)前智能電網(wǎng)技術(shù)在分布式發(fā)電中的應(yīng)用，并分析了

5、目前所采取的控制方式。
　?。?）深入研究了多代理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，本文提出了多代理系統(tǒng)在VPP中具體的結(jié)構(gòu)體系。在保證VPP安全運(yùn)行，滿足電壓穩(wěn)定、功率平衡等約束條件的情況下，建立了以VPP發(fā)電效率最大化為目標(biāo)的Agent控制模型，并對其中各Agent的具體功能及其協(xié)調(diào)策略進(jìn)行了討論。隨后，通過在具體算例中對各Agent協(xié)調(diào)調(diào)度及運(yùn)行情況的分析，驗(yàn)證了多代理系統(tǒng)可以通過對各Agent之間的協(xié)調(diào)控制達(dá)到能量的靈活調(diào)度并

6、保持VPP的高效、穩(wěn)定運(yùn)行。
　?。?）研究了虛擬發(fā)電廠技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用，主要包括：(a)對上級電網(wǎng)的支撐，分析了VPP與上級電網(wǎng)并網(wǎng)的情況，通過具體算例分析，提出了各Agent調(diào)整方案；(b)設(shè)計(jì)了VPP在電力市場中的運(yùn)行框架和應(yīng)用，討論了對競價(jià)優(yōu)化的影響；(c)綜述了目前智能電網(wǎng)發(fā)展VPP急需的技術(shù)，包括：廣域測量系統(tǒng)、先進(jìn)的監(jiān)控軟件和輔助決策體系以及高級配電運(yùn)行等。
　?。?）總結(jié)了研究成果并提出了VPP未來的發(fā)