一种基于分布式协调方法的微电网电力交易系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于分布式协调方法的微电网电力交易系统，其特征在于，包括微电网、ZigBee模块、继电器模块，利用ZigBee模块作为微电网电力交易系统中的分布式存储设备，将每个微电网的电量信息分布存放，每个ZigBee模块只要接收相邻智能体的信息进行数据更新，巧妙的结合了ZigBee网状网特性，具有低成本、低复杂度的特性。采用ZigBee无线网状网，网络中各ZigBee模块是平等独立的，没有主从地位之分，即使个别智能体发生故障无法参与电力交易，也不会造成电力系统的大面积瘫痪，其他部分仍能正常工作、制定价格；在一定程度上大大提高了无线网络的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及智能电网领域，更具体地，涉及一种基于分布式协调方法的微电网电力交易系统。
技术介绍
分布式发电技术是近年来电力系统的关键技术之一，它打破了原来集中大型发电的格局，它具有支持分布式新能源、独立组网运行等诸多优点。微电网是分布式发电系统的组成单元。将发电装置、储能设备、负载以及控制传输系统等结合起来，构成一个输出功率可控的微型电力网。微电网既可以并网运行，向外部电网输出多余的电能或由外部电网补充自身发电量的不足，也可以独立运行，由内部的电源用户向负载用户供电，这其中涉及到电力的交易，因而构建一个合理的微电网内部交易系统是必要的。然而，国际上还没有微电网参与电力交易的先例，这个交易机制仍处于摸索阶段，还未拥有成熟的竞争体制。但随着微电网技术的日益成熟及环保的需求，微电网各用户参与电力价格制定是必然的趋势。因此，微电网的市场化是未来电网发展的一个方向，值得深入研究。目前，国内外对微电网内部的竞争机制、价格策略和分布式管理策略问题缺乏系统性的研究。针对微电网自身间歇性强，调控实时性要求高，需求多样化等新特点，对微电网群的分布式电力交易策略进行研究。基于分布式算法的理论基础和关键技术，如何有效利用当地和附近节点信息，考虑基于供电服务质量的竞争机制，设计合适的分布式电力交易算法，构建合理的交易体系，在满足用户基本用电权利的同时激励微电网提高服务质量与管理效率，已成为当今电力系统研究的热门。目前已知的微电网中的电力交易系统研究的文献主要有：[1]A.L.DimeasandN.D.Hatziargyrious,\Operationofamultiagentsystemformicrogridcontrol,\IEEETrans.PowerSyst.,vol.20,no.3,pp.24-34,2015.[2]F.Eddy,H.B.Gooi,S.X.Chen,\Multi-agentsystemfordistributedmanagementofmicrogrids,\IEEETrans.PowerSyst.,vol.30,no.1,pp.24-34,2015.[3]C.HuangandS.Sarkar,\Dynamicpricingfordistributedgenerationinsmartgrid,\2013IEEEGreenTechnologiesConference,pp.422-429,April2013.[4]S.Li,G.Oikonomou,T.Tryfonas,T.M.Chen,andL.D.Xu,\Adistributedconsensusalgorithmfordecisionmakinginservice-orientedinternetofthings,\IEEETrans.Ind.Informat,vol.10,no.2,pp.1461-1468,May2014.[5]N.R.Asr,Z.Zhang,M.Chow,\Consensus-baseddistributedenergymanagementwithreal-timepricing,\2013IEEEPowerandEnergySocietyGeneralMeeting(PES),pp.1-5,July2013.其中，文献【1】基于多重代理操作系统的微网控制系统。通过多智能体技术的优势来控制微网并且基于对称分配问题的经典分布式算法来达到能量最优。文献【2】微网分布式管理的多代理系统，微电网为了获得一定的利益参与市场交易，在对电量购买方和售电方效益最大化时，微电网先对自身效益评估，如果低于自身效益则拒绝，等待下一场交易。文献【3】微电网分布式发电的动态价格，阐述了一种特殊的微电网参与电力市场的交易模型。它提出了一个叫价过程，通过微电网之间、微电网和配电网之间的交易，每个角色都达到了最优。文献【4】在面向服务的物联网中的分布式一致性算法，每个微电网都可以与附近的微电网进行双向通信，基于本地信息随后结合以迭代方式达成一致的过程。文献【5】基于一致性算法的分布式能源管理和实时定价。通过提出新型分布式处理能量管理方法下的智能电网可分派分布式发电机和响应负载，使用实时定价和网络一致性使效益最大化。上述的文献所运用的方法虽然可以实现与其相对应的目的，但是仍然存在一些不足之处：1、这种机制中，它只在乎总体效益的最佳，竞争因素被忽略，模型中微电网比较理想化，及时性和操作性较差，不符合现实情况。2、这种机制中的微电网并不是完全无私的，但是竞争因素并没有完全体现出来。3、这种情况下的市场平衡是最理想的平衡，只有微电网成本满足特定的要求时才能实现，但是基于实际情况下微电网的异构性，这种理想状态是很难符合的。4、该算法仍属于“部分分布式算法”，它最主要的缺点，该模型不能脱离主协调器，需要主协调器来收集总的用电量信息并制定和发布下一次迭代电力价格。5、该模型中也还是需要一个领导智能体来发布系统中总的功率平衡信息。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于分布式协调方法的微电网电力交易系统，根据各微电网的发电量和用电量进行决策，调节当前电价，使微电网用电与发电趋于一致。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种基于分布式协调方法的微电网电力交易系统，包括：微电网：其数目为若干个，微电网包括发电设备和用电设备；ZigBee模块：其数目为若干个，各ZigBee模块对应设置于各微电网中，ZigBee模块包括无线通信模块和存储模块，各ZigBee模块通过无线通信模块能够自行组网并传输数据，存储模块用于存储所属微电网的发电量和用电量；相邻的ZigBee模块之间能够进行发电量和用电量信息的交流，根据各微电网的发电量和用电量进行决策，调节当前电价，使微电网用电与发电趋于一致；继电器模块：继电器模块连接在ZigBee模块和用电设备之间，通过ZigBee模块发送命令控制继电器模块的开启或闭合，实现用电设备的接入或断开的功能。在一种优选的方案中，所述用电设备包括照明设备，所述继电器模块为光电耦合继电器驱动模块或固态继电器。在一种优选的方案中，所述用电设备包括还电机设备，电机设备通过电机驱动模块与ZigBee模块连接，ZigBee模块发送指令控制电机驱动模块，使电机设备按照指定的转速和转向来转动。在一种优选的方案中，所述Zigbee模块采用分布式协调算法，建立发电、用电和电价三者之间的关系，进行决策，具体方法为：在微电网电力交易系统中，通过Zigbee模块收集各个微电网t0时刻的发电量Pi(t0)和负载用电量Li(t0),此时刻的电价为r(t)；其中，i为微电网的序号；发电量多于用电量，即Pi(t0)>Li(t0)时，发电量过多，微电网内将会调节电价，电价下降；电价的降低，促进各微电网内用户的用电量增加，发电量将逐渐减少；通过分布式算法，反复作用协调，二者将趋于平衡，电价也会随之趋于稳定。利用了供求平衡关系，建立了发电、用电和电价三者之间的关系，微电网内的所有用户都参与电价的调整。因此，该系统更加符合现实情况，更能满足用户需求。在一种优选的方案中，微电网的ZigBee模块开启后自动加入ZigBee网络中，考虑到各个ZigBee模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式协调方法的微电网电力交易系统，其特征在于，包括：微电网：其数目为若干个，微电网包括发电设备和用电设备；ZigBee模块：其数目为若干个，各ZigBee模块对应设置于各微电网中，ZigBee模块包括无线通信模块和存储模块，各ZigBee模块通过无线通信模块能够自行组网并传输数据，存储模块用于存储所属微电网的发电量和用电量；相邻的ZigBee模块之间能够进行发电量和用电量信息的交流，根据各微电网的发电量和用电量进行决策，调节当前电价，使微电网用电与发电趋于一致；继电器模块：继电器模块连接在ZigBee模块和用电设备之间，通过ZigBee模块发送命令控制继电器模块的开启或闭合，实现用电设备的接入或断开的功能。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式协调方法的微电网电力交易系统，其特征在于，包括：微电网：其数目为若干个，微电网包括发电设备和用电设备；ZigBee模块：其数目为若干个，各ZigBee模块对应设置于各微电网中，ZigBee模块包括无线通信模块和存储模块，各ZigBee模块通过无线通信模块能够自行组网并传输数据，存储模块用于存储所属微电网的发电量和用电量；相邻的ZigBee模块之间能够进行发电量和用电量信息的交流，根据各微电网的发电量和用电量进行决策，调节当前电价，使微电网用电与发电趋于一致；继电器模块：继电器模块连接在ZigBee模块和用电设备之间，通过ZigBee模块发送命令控制继电器模块的开启或闭合，实现用电设备的接入或断开的功能。2.根据权利要求1所述的基于分布式协调方法的微电网电力交易系统，其特征在于，所述用电设备包括照明设备，所述继电器模块为光电耦合继电器驱动模块或固态继电器。3.根据权利要求1所述的基于分布式协调方法的微电网电力交易系统，其特征在于，所述用电设备包括还电机设备，电机设备通过电机驱动模块与ZigBee模块连接，ZigBee模块发送指令控制电机驱动模块，使电机设备按照指定的转速和转向来转动。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玲，许银亮，
申请(专利权)人：广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44