基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法，包括以下步骤：计算各局部供热系统的负荷状态，并根据所述负荷状态将各局部供热系统区分为负荷过剩系统与负荷欠缺系统；建立所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间的数据信息传输，确定所述负荷欠缺系统的优化顺序；对所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间进行能源传输和调度。本发明专利技术中分布式供热系统控制方法中不需要集控中心，供热微网可独立运行，也可动态接入系统运行，系统规模发生变化时易于维护。本发明专利技术还公开了一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热系统。

【技术实现步骤摘要】
基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法及系统
本专利技术涉及能源互联网运行控制领域，具体涉及一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法及系统。
技术介绍
居民供热系统是中国北方城市重要的能源基础设施之一。随着城市人口的集中，城镇规模不断扩大，城镇供热系统的规模也随之扩大。在部分城市中，供热系统由分属于不同利益主体的数个到数十个，甚至上百个区域供热系统组成。然而，这些区域供热系统彼此间相互独立运行，负荷过剩的系统无法合理的将过剩的负荷传输给负荷欠缺系统，也就是无法实现多个区域供热系统之间的合理热能调度，造成了能源的极大浪费。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法，包括以下步骤：步骤S1，计算各局部供热系统的负荷状态，并根据所述负荷状态将各局部供热系统区分为负荷过剩系统与负荷欠缺系统；步骤S2，建立所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间的数据信息传输，确定所述负荷欠缺系统的优化顺序；步骤S3，对所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间进行能源传输和调度。进一步地，通过以下公式判断所述步骤S1中各局部供热系统的负荷状态：Q0＝Q荷-(Qmax，出力+Q新+Q储)，当Q0＜0时，所述局部供热系统在当前控制周期内为所述负荷过剩系统；当Q0＞0时，所述局部供热系统在当前控制周期内为所述负荷欠缺系统；其中，Q0表示当前控制周期内所述局部供热系统的负荷差量；Q储表示当前控制周期内所述局部供热系统的储能负荷；Qmax，出力表示当前控制周期内所述局部供热系统的主动调节型热源的最大出力负荷；Q新表示当前控制周期内所述局部供热系统的新能源出力负荷；Q荷表示当前控制周期内所述局部供热系统的预测负荷。进一步地，所述步骤S2中建立所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间的数据信息传输包括以下步骤：(1)在n个局部供热系统中，第i个局部供热系统的负荷差量第j个局部供热系统的负荷差量其中，i∈[1，2，...n]，j∈[1，2，...n]，i≠j；(2)所述第j个局部供热系统，向其它局部供热系统发送第j编码信息，所述第j编码信息包括：标志所述第j个局部供热系统负荷过剩的第j识别码、所述第j个局部供热系统的系统编号Kj、以及当前控制周期内所述第j个局部供热系统的负荷差量(3)对于所述第i个局部供热系统，向其它局部供热系统发送第i编码信息，所述第i编码信息至少包括：标志所述第i个局部供热系统负荷欠缺的第i识别码、所述第i个局部供热系统的系统编号Ki、以及当前控制周期内所述第i个局部供热系统的负荷差量进一步地，所述负荷欠缺系统的优化顺序以负荷差量的绝对值的大小进行排序，或者，根据所述负荷欠缺系统的重要程度进行排序。进一步地，所述步骤S2还包括计算所述负荷欠缺系统的成本函数。进一步地，所述负荷欠缺系统的成本函数的计算包括：所述负荷欠缺系统的成本总费用＝所述负荷欠缺系统当前生产负荷所产生的费用+所述负荷过剩系统向所述负荷欠缺系统提供的负荷的费用+所述负荷过剩系统向所述负荷欠缺系统输送负荷产生的费用。进一步地，所述步骤S2还包括建立所述负荷欠缺系统的约束条件，所述负荷欠缺系统的约束条件包括：总需求负荷平衡、所述负荷欠缺系统的待补充负荷小于所述负荷过剩系统当前的最大补助负荷以及管路比摩阻小于管路经济比摩阻。进一步地，所述负荷欠缺系统的约束条件需满足：所述负荷欠缺系统需要的待补充负荷等于所述负荷过剩系统向所述负荷欠缺系统提供的补充负荷；所述负荷过剩系统向所述负荷欠缺系统提供的补充负荷与所述负荷过剩系统当前的负荷差量的差值小于等于零；所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统的连接管道的输送压降小于管道经济比摩阻。进一步地，还包括计算所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统的连接管路上的输送流量。本专利技术还提供一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热系统，包括分别建立物理连接和通信连接的多个局部供热系统，每个所述局部供热系统包括：负荷判断模块，用于预测并判断每个所述局部供热系统的负荷状态；通讯模块，用于向其他局部供热系统传输数据信息；测量模块，用于测量管道间的输送压降和输送流量；数据管理模块，用于获取优化所述负荷欠缺系统的优化顺序、建立所述负荷欠缺系统的待补充负荷的成本函数、建立所述负荷欠缺系统的约束条件、以及计算所述负荷过剩系统与连接管路的输送流量；调节模块，用于在所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间进行能源传输和调度。与现有技术相比，本专利技术的有益技术效果为：(1)本专利技术基于多智能体控制和能源互联思想提出的分布式供热系统，通过建立负荷过剩系统与负荷欠缺系统之间的数据信息传输，形成分布式供热微网系统，解决各系统间能源传输与调度问题；(2)本专利技术中分布式供热系统控制方法中不需要集控中心，供热微网可独立运行，也可动态接入系统运行，运行灵活，系统规模发生变化时易于维护。附图说明图1是本专利技术的基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法的流程示意图；图2是本专利技术的局部供热系统的结构示意图；图3是本专利技术的基于多智能体控制方法的分布式多区域供热系统的结构示意图；图4是本专利技术的基于多智能体控制方法的分布式多区域供热系统的通讯网络示意图；图5是本专利技术的基于多智能体控制方法的分布式多区域供热系统的通讯网络另一示意图；图6是本专利技术的基于多智能体控制方法的分布式多区域供热系统的局部欠热系统的对外物理连接拓扑图；图7是本专利技术的基于多智能体控制方法的分布式多区域供热系统的局部过热系统的对外物理连接拓扑图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1所示，本专利技术提供了一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法，包括以下步骤：步骤S1，计算各局部供热系统的负荷状态，并根据负荷状态将各局部供热系统区分为负荷过剩系统与负荷欠缺系统，具体地，可通过以下公式判断各局部供热系统的负荷状态：Q0＝Q荷-(Qmax，出力+Q新+Q储)，其中，Q0表示当前控制周期内局部供热系统的负荷差量；Q储表示当前控制周期内局部供热系统的储能负荷；Qmax，出力表示当前控制周期内局部供热系统的主动调节型热源的最大出力负荷，其中，主动调节型热源包括：热电联产机组，调峰锅炉机组等可以进行自主控制的机组类型；Q新表示当前控制周期内局部供热系统的新能源出力负荷，其中，新能源热源包括：太阳能供热机组，工业余热供热机组，生物质能供热机组等受天气、燃料或其他条件限制的机组；Q荷表示当前控制周期内局部供热系统的预测负荷。当Q0＜0时，表明局部供热系统在当前控制周期内为负荷过剩系统，负荷过剩系统可用于向其它局部供热系统补充热能量，负荷过剩系统能够向其它局部供热系统补充的最大补助负荷为Qmax，助；当Q0＞0时，表明局部供热系统在当前控制周期内为负荷欠缺系统，负荷欠缺系统需要待补充负荷Q补；步骤S2，建立负荷过剩系统与负荷欠缺系统之间的数据信息传输，确定负荷欠缺系统的优化顺序，可以采用如下步骤进行：(1)假设包括n个局部供热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，计算各局部供热系统的负荷状态，并根据所述负荷状态将各局部供热系统区分为负荷过剩系统与负荷欠缺系统；步骤S2，建立所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间的数据信息传输，确定所述负荷欠缺系统的优化顺序；步骤S3，对所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间进行能源传输和调度。

【技术特征摘要】
1.一种基于多智能体控制方法的分布式多区域供热方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，计算各局部供热系统的负荷状态，并根据所述负荷状态将各局部供热系统区分为负荷过剩系统与负荷欠缺系统；步骤S2，建立所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间的数据信息传输，确定所述负荷欠缺系统的优化顺序；步骤S3，对所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间进行能源传输和调度。2.根据权利要求1所述的供热方法，其特征在于，通过以下公式判断所述步骤S1中各局部供热系统的负荷状态：Q0＝Q荷-(Qmax，出力+Q新+Q储)，当Q0＜0时，所述局部供热系统在当前控制周期内为所述负荷过剩系统；当Q0＞0时，所述局部供热系统在当前控制周期内为所述负荷欠缺系统；其中，Q0表示当前控制周期内所述局部供热系统的负荷差量；Q储表示当前控制周期内所述局部供热系统的储能负荷；Qmax，出力表示当前控制周期内所述局部供热系统的主动调节型热源的最大出力负荷；Q新表示当前控制周期内所述局部供热系统的新能源出力负荷；Q荷表示当前控制周期内所述局部供热系统的预测负荷。3.根据权利要求2所述的供热方法，其特征在于，所述步骤S2中建立所述负荷过剩系统与所述负荷欠缺系统之间的数据信息传输包括以下步骤：(1)在n个局部供热系统中，第i个局部供热系统的负荷差量第j个局部供热系统的负荷差量其中，i∈[1，2，...n]，j∈[1，2，...n]，i≠j；(2)所述第j个局部供热系统，向其它局部供热系统发送第j编码信息，所述第j编码信息包括：标志所述第j个局部供热系统负荷过剩的第j识别码、所述第j个局部供热系统的系统编号Kj、以及当前控制周期内所述第j个局部供热系统的负荷差量(3)对于所述第i个局部供热系统，向其它局部供热系统发送第i编码信息，所述第i编码信息至少包括：标志所述第i个局部供热系统负荷欠缺的第i识别码、所述第i个局部供热系统的系统编号Ki、以及当前控制周期内所述第i个局部供热系统的负荷差量4.根据权利要求3所述的供热方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李淼，付南南，王占海，吕青，邓晓祺，
申请(专利权)人：北京华热科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11