《电子技术应用》

基于MAS的主动配电网多源协调优化调度

2017/6/17 18:35:00

  中国电力科学研究院的研究人员蒲天骄、李烨等,在2015年第23期《电工技术学报》上撰文,为实现主动配电网(ADN)中大量间歇式可再生能源的充分消纳以及储能装置、柔性负荷等可调资源的有效利用,提出了适用于主动配电网的储能实时优化调度模型和考虑用户与电网互动特性的柔性负荷模型;并在此基础上,构建了一种基于多代理系统(MAS)的主动配电网三层多源协调优化调度架构,提出了区域自治协调优化调度策略,以支持主动配电网多种可调设备的联合优化调度;最后,采用JADE开发平台搭建了多代理系统仿真环境,通过算例系统,验证了所提出的实时优化调度策略的有效性。

  在配电网中应用分布式可再生能源发电,不仅能提高资源利用效率、降低发电带来的环境污染,还能降低主网远距离输电产生的损耗,提高配电网的灵活性。因此,为了实现大量间歇式新能源的充分消纳和多种可控设备的优化控制,提出了主动配电网技术。

  主动配电网(ActiveDistributionNetwork,ADN)是运用更灵活的网络拓扑结构来进行潮流管理,从而对局部的分布式能源进行主动控制和主动管理的配电系统。如何通过有效优化调度策略实现接入的大量间歇式新能源的充分消纳和可调资源的优化调度,以保证电网安全、经济、高效运行,是目前主动配电网研究的核心问题。

  目前,国内外学者已开展了主动配电网的多源协调优化调度技术研究及示范工程建设。其中最具影响力的是欧盟FP6主导的ADINE(即ActiveDistributionNetwork)示范工程[4],其演示了主动配电网调度管理系统如何有效平抑大规模DG接入带来的波动,以使网络的运行状况更加优化。

  文献提出了基于最优潮流算法的主动配电网优化调度模型,以找到各种控制选项的最优组合(分布式能源、需求侧管理、可控负载、无功补偿、变压器分接头),实现配电网运行过程的总成本最小。但由于主动配电网中可调设备数量过多,对全网进行最优潮流计算难以保证计算速度,且长时间尺度的优化计算未充分体现主动配电网主动、灵活的运行特性。

  文献提出了一种适用于主动配电网的多时间尺度多源协调优化调度框架,以基于最优潮流计算的长时间尺度下全局优化策略和短时间尺度下的区域自治控制相配合实现主动配电网的优化运行。该协调优化调度方法印证了分布式控制是未来主动配电网运行控制模式的趋势,但对分布式电源出力预测的准确度依赖很大,且并未考虑主动配电网中储能系统实时变化的能量约束及柔性负荷参与协调控制。

  由于主动配电网具有大量分布式可调资源、数据交互多、控制方式灵活等特点,因此其分布式优化调度技术成为研究热点。人工智能范畴的多代理系统(Multi-AgentSystem,MAS)具有良好的自治性、适应性、协调性和社会性,能很好地解决分布式系统的协调优化问题,目前被广泛应用于配电网和微电网的研究领域。

  文献]建立了多微网环境中的能量协调调度方法,提出了分层调度方案,在负荷变化时以可调发电单元作为主要调控手段。

  本文提出了储能实时优化调度模型和柔性负荷模型,并利用MAS构建适用于主动配电网的分布式多源协调优化调度架构以及区域自治和全局协调两种优化调度策略。最后基于JADE开发平台搭建仿真环境,结合算例系统进行验证。

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  图1 储能虚拟放电价格曲线

  结论

  对主动配电网多源协调优化调度模型、优化调度架构以及优化调度策略进行了研究,所得结论为:

  1)为了实现主动配电网实时优化调度,对传统的储能模型进行了改进,提出了储能虚拟充放电成本。还建立了具有可控特性的负荷模型,并通过仿真算例验证了模型的有效性。

  2)提出的“主导Agent—节点Agent—单元Agent”三层多源协调优化调度架构将全网优化模型的目标和约束分散到节点Agent和单元Agent中,利用Agent之间的交互和通信,通过主导Agent引导各区域进行分布式优化调度。该架构可扩展性强,交互方式灵活,计算效率高。

  3)提出了基于MAS的区域自治协调优化调度策略,并基于JADE开发平台搭建了仿真环境,以两个典型系统为例,采用区域自治协调优化调度策略可实现主动配电网多源协调优化调度。


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