一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法技术

本发明专利技术涉及人工智能与电力系统仿真交叉技术，具体涉及一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法。该方法包括下述步骤：（1）根据分布式电源的特征建立基于多代理系统MAS的自治仿真对象ASOM模型对象集；（2）在步骤（1）的基础上，建立基于分布式代理架构的自治仿真对象模型中央协调器AJC来集成管理每个实际仿真区域；（3）结合ASOM模型对任务中央协调器AJC进行多级设置；并建立各级中央协调器AJC与ASOM模型的交互机制。该方法能够支持分布式地模拟主动配电网中不同类型的仿真对象，仿真任务分布到具有智能性的多个仿真对象自治化地执行，并能够通过中央协调器AJC任务协调管理实现多种分布式电源的联合优化策略。

An autonomous simulation method of active distribution network based on Distributed Intelligent Computing

The invention relates to artificial intelligence and power system simulation cross technology, in particular to an active distribution network autonomous simulation method based on Distributed Intelligent computing. The method comprises the following steps: (1) according to the characteristics of distributed power to establish autonomous object simulation object ASOM model of multi agent system based on MAS set; (2) in step (1) on the basis of the establishment of the autonomous agent architecture of distributed simulation object model of central coordinator AJC to integrated management of each region based on the actual simulation (; 3) multi task set on the central coordinator AJC combined with the ASOM model; the interaction mechanism and the establishment of various central coordinator AJC and ASOM model. This method can support distributed simulation objects of different types of active distribution network, distribution simulation tasks to multiple autonomous intelligent simulation object of execution, and can be combined with optimization strategy by central coordinator AJC task coordination management to achieve a variety of distributed power supply.

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法
本专利技术涉及人工智能与电力系统仿真交叉技术，具体涉及一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法。
技术介绍
主动式配电网（ActiveDistributionNetworks，ADN）是一类典型的多能源联合运行系统。其中综合了以光伏PV（solar-photovoltaic）、风电WT（WindTurbine）以及储能电池为主的大量分布式电源设备。互补替代方式可使多种能源共存系统内部的综合能源利用效率得到提升，同时也加强了不同能源网络间的耦合关系，但复杂的网络连接关系和控制逻辑使得内部协调越发困难，数据状态难以监视，逻辑通讯难以控制和协调管理难以实施。分布式人工智能(DistributedArtificialIntelligence，DAI)和人工生命(ArtificialLife，AL)科学的发展需要而产生的MAS（Multi-AgentSystem，多智能体系统，多代理系统）是多个Agent组成的集合。Agent是运行于动态环境，具有智能的、感知环境的、能根据自身资源、状态、行为能力、知识规则以及获取的外部环境信息，通过规划、推理和决策实现问题求解，并做出反应，自主的完成特定任务并达到预定目标的具有高度自治能力的实体。MAS就是由这样的多个Agent成员间相互协调，相互服务，共同完成一个任务的系统。它的目标是将大而复杂的系统建设成多个小的、具有智能的、彼此互相通信和协调的，易于管理的系统。通过对主动式配电网的仿真，优化多种能源联合，制定相关的优化控制策略，评估分析网中多种能源形势间的运行安全性、可靠性和系统稳定性，是主动式配电网实用化建设的重点实现目标之一。但目前由于缺少这方面的技术研发和实用化研究，导致了对主动式配网中分布式电源接入和网络运行优化分析工作的滞后。因此，急需研发一种主动式配电网仿真实用化应用技术来解决上述问题、实现上述目标。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法，该方法能够支持分布式地模拟主动配电网中不同类型的仿真对象，仿真任务分布到具有智能性的多个仿真对象自治化地执行，并能够通过中央协调器AJC任务协调管理实现多种分布式电源的联合优化策略。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：本专利技术提供一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法，其改进之处在于，所述方法包括下述步骤：（1）根据分布式电源的特征建立基于多代理系统MAS的自治仿真对象ASOM模型对象集；（2）建立基于分布式代理架构的自治仿真对象模型中央协调器AJC来集成管理每个实际仿真区域；（3）结合ASOM模型对任务中央协调器AJC进行多级设置；并建立各级中央协调器AJC与ASOM模型的交互机制。进一步地，所述步骤（1）中，自治仿真对象模型ASOM包括计算单元、通信端口和服务端口，所述通信端口和服务端口分别与计算单元进行数据交互；所述通信端口和服务端口的数目均为2个；所述计算单元包括参数序列导入单元、事件序列导入单元、总控制逻辑单元、运行控制参数单元、知识逻辑单元、上下文单元和对象属性；所述参数序列导入单元和事件序列导入单元分别与总控制逻辑单元传递数据；所述总控制逻辑单元分别与运行控制参数单元和知识逻辑单元传递数据。进一步地，所述2个通信端口分别用于数据输入和输出；所述2个服务端口分别用于下级命令的请求和上级命令的派发；所述总控制逻辑单元和运行控制参数单元为中央代理用于上下级管理的核心；所述中央代理指的是中央协调器AJC；所述参数序列导入单元和事件序列导入单元分别用于在时间序列仿真中缓存上下级传递的参数和事件；所述上下文单元和对象属性分别指定本单元所代理的上下级关系以及对象属性；所述知识逻辑单元是事件响应的基础，用于解释自治仿真对象ASOM模型和中央协调器AJC的自身行为规则；其中上下文单元包括上下文源单元和上下文目标单元。进一步地，所述步骤（2）中，通过基于多代理系统MAS的自治仿真对象模型分布式自治运行，通过基于分布式代理架构的自治仿真对象模型工作协调器来进行任务的同步和统一协调；基于多代理系统MAS的自治仿真对象ASOM模型和中央协调器AJC的统一协调包括：A、分布式电源DER单元调节，简称DER单元调节；B、分布式储能DES与电动汽车EV模型调节；C、常规电源模型调节；D、主动配电网负荷模型调节；E、智能配电子站模型调节。进一步地，所述A的DER单元调节将出力值曲线作为输入数据；根据DER单元的有序接入和主动配电网网络波动最小的全局协调目标，保证DER单元的接入；在不考虑分布式电源随机波动时，各DER单元定时直接报送当前自身出力值，当考虑分布式发电随机波动时，按照正态分布将出力值进行随机处理，然后将该随机出力值当作实际出力；DER单元的运行约束是DER的最大可接受接入比DER_MAX，当分布式电源单元变动时，中央协调器AJC作为中央代理，由中央代理进行决策：Stepa.：当仿真过程中新加入一个DER或者现有DER状态更新，则触发一个中央代理的DER协调事件，中央代理调用DER协调函数；Stepb.：中央代理首先判断变动后最大可接受接入比DER_MAX是否越限，若否，则允许接入并结束；若是，进入Stepc；Stepc：若最大可接受接入比DER_MAX越限，则继续判断是否是新加电源，若是，则将其请求否决并结束；若否，则进入DER评级子过程，包括：-Substepc.1：调用Ranking()函数对所有DER单元排序，生成所有DER的排序表DERSchedule；-Substepc.2：指针K指向DERSchedule的首位；-Substepc.3：中央代理指定指针K指向的DER单元退出，然后再判断DER_MAX是否仍然越限，若是，则后移指针K地址并重复本步骤，若否，过程结束。进一步地，所述B的分布式储能DES与电动汽车EV模型用于辅助分布式电源与负荷间的平衡优化；当电力系统进行分布式电源-负荷平衡时，电源和负荷用于补充电力系统功率协调的差额。进一步地，所述C的常规电源模型调节包括：主动配电网中的常规电源单元包括两类：外网或主网等值以及网内的小电源节点，用于跟踪监控外网等值的参数变化以及调节小电源节点的出力；运行约束条件由电力系统总负荷决定；在运行时每个负荷单元主动向中央代理定时报送自身负荷值，中央代理需考虑与当前系统中总负荷量平衡，当系统负荷量降低时，中央代理发起电源协调任务，首先保证DER单元的接入；当负荷量增高时，中央代理优先接入DER单元，然后调节常规电源单元，若仍不平衡，则发起负荷调节。进一步地，所述D的主动配电网负荷模型调节包括：主动配电网负荷模型包括商业用电负荷、工业用电负荷、居民用电负荷以及主动配电网中处于冲电态的分布式储能DES和电动汽车EV；主动配电网负荷模型包含两个输入参数：负荷曲线和购电价格目标；购电价格目标用于进行负荷购电成本优化；在不考虑负荷临时性随机波动时，主动配电网负荷模型按照负荷曲线进行自身状态调节，当感受到外部电源输送不足时，向中央协调器AJC发起负荷调节请求，基于分布式代理架构的自治仿真对象模型工作协调器收到请求后，发起负荷模型调节过程，包括下述步骤：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)根据分布式电源的特征建立基于多代理系统MAS的自治仿真对象ASOM模型对象集；(2)建立基于分布式代理架构的自治仿真对象模型中央协调器AJC来集成管理每个实际仿真区域；(3)结合ASOM模型对任务中央协调器AJC进行多级设置；并建立各级中央协调器AJC与ASOM模型的交互机制；所述步骤(3)包括：1>结合ASOM模型对任务中央协调器AJC进行多级设置：在步骤(2)的基础上，将主动配电网根据电压等级和地域分布划分成多级和多地运行的多个子网；2>建立各级中央协调器AJC与ASOM模型的交互机制：结合步骤(1)和步骤(2)，建立多级主动配电网的拓扑和管理模型，通过对各底层子网进行协调的上级网络来实现跨区域的能量平衡；主动配电网自治化仿真包括能量协调管理任务，能量协调管理包括下述步骤：a、当某工业负荷ASOM模型监测到区域内工业用电负荷增加时，则向该区域中央协调器AJC发送功率请求信息；b、当本级中央协调器AJC接收到工业负荷控制ASOM模型的请求信息后，对该区域进行仿真计算，如果得到解决方案，则向其管辖的电源、电动汽车储能和负荷ASOM模型下发调节指令，如果负荷仍过大，则继续向上级请求；c、当上级中央协调器AJC接收到下级的请求信息后，对该区域的仿真模型进行计算，向其所管辖的其他下级区域AJC下发调节指令，如果功率还未达到平衡，则继续向上级请求。...

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式智能计算的主动配电网自治化仿真方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：(1)根据分布式电源的特征建立基于多代理系统MAS的自治仿真对象ASOM模型对象集；(2)建立基于分布式代理架构的自治仿真对象模型中央协调器AJC来集成管理每个实际仿真区域；(3)结合ASOM模型对任务中央协调器AJC进行多级设置；并建立各级中央协调器AJC与ASOM模型的交互机制；所述步骤(3)包括：1>结合ASOM模型对任务中央协调器AJC进行多级设置：在步骤(2)的基础上，将主动配电网根据电压等级和地域分布划分成多级和多地运行的多个子网；2>建立各级中央协调器AJC与ASOM模型的交互机制：结合步骤(1)和步骤(2)，建立多级主动配电网的拓扑和管理模型，通过对各底层子网进行协调的上级网络来实现跨区域的能量平衡；主动配电网自治化仿真包括能量协调管理任务，能量协调管理包括下述步骤：a、当某工业负荷ASOM模型监测到区域内工业用电负荷增加时，则向该区域中央协调器AJC发送功率请求信息；b、当本级中央协调器AJC接收到工业负荷控制ASOM模型的请求信息后，对该区域进行仿真计算，如果得到解决方案，则向其管辖的电源、电动汽车储能和负荷ASOM模型下发调节指令，如果负荷仍过大，则继续向上级请求；c、当上级中央协调器AJC接收到下级的请求信息后，对该区域的仿真模型进行计算，向其所管辖的其他下级区域AJC下发调节指令，如果功率还未达到平衡，则继续向上级请求。2.如权利要求1所述的主动配电网自治化仿真方法，其特征在于，所述步骤(1)中，自治仿真对象模型ASOM包括计算单元、通信端口和服务端口，所述通信端口和服务端口分别与计算单元进行数据交互；所述通信端口和服务端口的数目均为2个；所述计算单元包括参数序列导入单元、事件序列导入单元、总控制逻辑单元、运行控制参数单元、知识逻辑单元、上下文单元和对象属性；所述参数序列导入单元和事件序列导入单元分别与总控制逻辑单元传递数据；所述总控制逻辑单元分别与运行控制参数单元和知识逻辑单元传递数据。3.如权利要求2所述的主动配电网自治化仿真方法，其特征在于，所述2个通信端口分别用于数据输入和输出；所述2个服务端口分别用于下级命令的请求和上级命令的派发；所述总控制逻辑单元和运行控制参数单元为中央代理用于上下级管理的核心；所述中央代理指的是中央协调器AJC；所述参数序列导入单元和事件序列导入单元分别用于在时间序列仿真中缓存上下级传递的参数和事件；所述上下文单元和对象属性分别指定本单元所代理的上下级关系以及对象属性；所述知识逻辑单元是事件响应的基础，用于解释自治仿真对象ASOM模型和中央协调器AJC的自身行为规则；其中上下文单元包括上下文源单元和上下文目标单元。4.如权利要求1所述的主动配电网自治化仿真方法，其特征在于，所述步骤(2)中，通过基于多代理系统MAS的自治仿真对象模型分布式自治运行，通过基于分布式代理架构的自治仿真对象模型工作协调器来进行任务的同步和统一协调；基于多代理系统MAS的自治仿真对象ASOM模型和中央协调器AJC的统一协调包括：A、分布式电源DER单元调节，简称DER单元调节；B、分布式储能DES与电动汽车EV模型调节；C、常规电源模型调节；D、主动配电网负荷模型调节；E、智能配电子站模型调节。5.如权利要求4所述的主动配电网自治化仿真方法，其特征在于，所述A的DER单元调节将出力值曲线作为输入数据；根据DER单元的有序接入和主动配电网网络波动最小的全局协调目标，保证DER单元的接入；在不考虑分布式电源随机波动时，各DER单元定时直接报送当前自身出力值，当考虑分布式发电随机波动时，按照正态分布将出力值进行随机处理，然后将该随机出力值当作实际出力；DER单元的运行约束是DER的最大可接受接入比DER_MAX，当分布式电源单元变动时，中央协调器AJC作为中央代理，由中央代理进行决策：Stepa.：当仿真过程中新加入一个DER或者现有DER状态更新，则触发一个中央代理的DER协调事件，中央代理调用DER协调函数；Stepb.：中央代理首先判断变动后最大可接受接入比DER_MAX是否越限，若否，则允许接入并结束；若是，进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲天骄，刘克文，董雷，李烨，葛贤军，刘广一，
申请(专利权)人：国家电网公司，中国电力科学研究院，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京,11