基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，包括以下步骤：根据微电网双层模型构造通信网络，该模型包括：下层微电网和上层通信网络；根据上层通信网络设计权值矩阵，并得到分布式控制律；根据分布式控制律计算的设定值来调整可控分布式发电DG的输出，实现微电网完全分布式控制。控制系统，包括有：根据微电网双层模型构造通信网络；根据上层通信网络设计权值矩阵，并得到分布式控制律；根据分布式控制律计算的设定值来调整可控分布式发电DG的输出。本发明专利技术的优点是：此系统能保证微电网可控DG按最大发电功率等比例输出功率，在迭代过程中，能保证多微电网系统整体功率平衡。

【技术实现步骤摘要】
基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法及系统
本专利技术涉及微电网分布式控制
，特别是基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法及系统。
技术介绍
为应对能源挑战、改善环境质量，高效利用可再生能源已经成为发展趋势。微电网作为分布式电源接入电网的一种有效手段，能够提升可再生能源的渗透率，提高分布式发电(DistributedGeneration,DG)的利用效率。微电网是由分布式电源、储能系统、能量转换装置、监控和保护装置、负荷等汇集而成的小型发、配、用电系统，既可以与外部电网并网运行，也可以孤岛运行。而孤岛微电网缺乏大电网的功率支撑，并且，环境和负载具有波动性，导致孤岛微电网的控制成为研究难点。目前，集中式分级控制和分布式分层控制已在微电网控制中广泛使用，但是，存在如下两个问题：1)集中式控制需采集海量数据，难以实现灵活、高效的调度；2)分布式分层控制采用微电网中心控制器，采用集中式控制，并不能实现微电网完全分布式控制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法及系统，实现微电网可控分布式发电DG按最大发电功率等比例分担微电网的环境波动和负载需求，保持微电网功率平衡。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，包括以下步骤：S1：根据微电网双层模型构造通信网络，该模型包括：下层微电网和上层通信网络；S2：根据上层通信网络设计权值矩阵，并得到分布式控制律；S3：根据分布式控制律计算的设定值来调整可控分布式发电DG的输出，实现微电网完全分布式控制。优选的，所述步骤S1中的下层微电网包括风机、光伏、微型燃气轮机、储能系统这些分布式发电DG。优选的，所述步骤S1中构造通信网络步骤具体为：微电网上层通信网络G，包含m个可控Agent和1个半可控Agent，半可控Agent将信息传递给相连可控Agent，可控Agent根据网络拓扑，只需与相邻可控Agent之间交换信息，利用分布式控制律，进行相互迭代计算，结果收敛之后，调整下层可控DG功率设定点，保证可控DG按自身最大发电功率成比例分担微电网中的不可控DG和负载波动，维持系统功率平衡。优选的，所述步骤S2中所述分布式控制律包含权值矩阵，根据所述权值矩阵中的元素，对所述可控分布式发电DG的输出进行调整。优选的，所述步骤S2具体为：S21：通信网络建立好以后，定义一个邻接矩阵A＝[aij]m×m描述Agent之间的连接关系，m表示通信网络中可控DGAgent的个数，若Agentj存在自环，则元素ajj＝1，否则，ajj＝0，若Agentk和j之间存在连边，且由节点k指向节点j，则akj＝1，否则，akj＝0；S22：定义参量dmax为通信网络的Agent最大出度，即dmax＝max(d1,d2,…,dr)；S23：微电网t时刻的风光等新能源有功功率总波动量和负载有功功率总波动量均由微电网半可控储能DG节点流入流出功率pVF(t)所体现；当半可控储能DG节点流入功率时，说明微电网功率盈余，半可控储能DG吸收功率，设定pVF(t)<0；当半可控储能DG节点流出功率时，说明微电网功率缺额，半可控储能DG输出功率，设定pVF(t)>0；当可控DG下一时刻总输出功率等于上一时刻可控DG总输出功率加上半可控储能DG节点流过的功率，即满足式：∑P(t+1)＝pVF(t)+∑P(t)其中，P(t+1)＝[pj(t+1)]m×1表示微电网可控DG在t+1时刻的有功功率输出列向量，pVF(t)表示微电网储能DG节点在t时刻流过有功功率；S24：为实现可控分布式发电DG按自身最大发电功率等比例输出功率的目标，设计如下分布式控制律：P(t+1)＝W(t)T·[P(t)+pVF(t)·L]其中P(t+1)＝[pj(t+1)]m×1表示微电网可控DG在t+1时刻的有功和无功功率输出列向量，Cp＝[cpj]m×1表示可控DG的最大发电功率容量列向量；I表示单位矩阵，1r×r表示元素全为1的m×m阶矩阵；diag(·)表示将向量转化为对角矩阵，符号“○”表示矩阵的Hadamard积，符号“○(-1)”表示矩阵的Hadamard逆运算；WT(t)则表示t时刻的动态权值矩阵的转置；L＝[l1,l2,…,lm]T/e，e＝l1+l2+…+lm，L表示通信网络中，半可控Agent与可控Agent的连接关系列向量。优选的，所述步骤S2中分布式控制律为完全分布式的控制律，即每个Agent只需收集邻居Agent的信息。优选的，所述步骤S3具体为：当自然环境和负载变化时，半可控Agent将会收集半可控DG的输出功率信息，依据通信网络拓扑，传递给所连可控Agent，可控Agent邻居之间相互交换信息，并且根据分布式控制对信息进行处理，计算出下一时刻的可控DG输出功率设定点来调节可控DG输出，使得可控DG按最大发电功率等比例分担所在微电网的功率波动，维持微电网功率平衡。基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制系统，包括有：根据微电网双层模型构造通信网络，该模型包括：下层微电网和上层通信网络；根据上层通信网络设计权值矩阵，并得到分布式控制律；根据分布式控制律计算的设定值来调整可控分布式发电DG的输出，实现微电网完全分布式控制。与现有技术相比，本专利技术的优点是：(1)此系统能保证微电网可控DG按最大发电功率等比例输出，合理分担微电网环境和负载需求引起的功率波动；(2)通过可控Agent和半可控Agent之间交换处理信息，对可控DG的设定点进行调整，能保证半可控DG输出为0，只需为孤岛微电网提供电压和频率支撑，无需长时间输出和吸收功率；(3)如果Agent根据控制律来控制可控DG的输出，那么，既能实现可控DG按设定目标输出，并且，保证在算法迭代过程中，系统功率总是保持平衡。附图说明图1为基于多Agent的微电网完全分布式双层控制方法的流程示意图。图2为基于多Agent的微电网完全分布式双层控制方法中微电网双层控制模型示意图。图3-1为基于多Agent的微电网完全分布式双层控制方法中可控DG的有功功率的输出比例示意图。图3-2为基于多Agent的微电网完全分布式双层控制方法中可控DG的无功功率的输出比例示意图。图4为基于多Agent的微电网完全分布式双层控制方法中半可控DG流入流出功率示意图。图5为基于多Agent的微电网完全分布式双层控制方法的系统频率和线电压示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。参阅图1至图5为本专利技术基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法及系统的实施例，基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，它包括有：S1：根据微电网双层模型构造通信网络，该模型包括：下层微电网和上层通信网络；S2：根据上层通信网络设计权值矩阵，并得到分布式控制律；S3：根据分布式控制律计算的设定值来调整可控分布式发电DG的输出，实现微电网完全分布式控制。更具体地，步骤1)所述的微电网双层控制模型，其下层为微电网而上层为通信网络。下层微电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据微电网双层模型构造通信网络，该模型包括：下层微电网和上层通信网络；S2：根据上层通信网络设计权值矩阵，并得到分布式控制律；S3：根据分布式控制律计算的设定值来调整可控分布式发电DG的输出，实现微电网完全分布式控制。

【技术特征摘要】
1.基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：根据微电网双层模型构造通信网络，该模型包括：下层微电网和上层通信网络；S2：根据上层通信网络设计权值矩阵，并得到分布式控制律；S3：根据分布式控制律计算的设定值来调整可控分布式发电DG的输出，实现微电网完全分布式控制。2.如权利要求1所述的基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，其特征在于，所述步骤S1中的下层微电网包括风机、光伏、微型燃气轮机、储能系统这些分布式发电DG。3.如权利要求1所述的基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，其特征在于，所述步骤S1中构造通信网络步骤具体为：微电网上层通信网络G，包含m个可控Agent和1个半可控Agent，半可控Agent将信息传递给相连可控Agent，可控Agent根据网络拓扑，只需与相邻可控Agent之间交换信息，利用分布式控制律，进行相互迭代计算，结果收敛之后，调整下层可控DG功率设定点，保证可控DG按自身最大发电功率成比例分担微电网中的不可控DG和负载波动，维持系统功率平衡。4.如权利要求1所述的基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，其特征在于，所述步骤S2中所述分布式控制律包含权值矩阵，根据所述权值矩阵中的元素，对所述可控分布式发电DG的输出进行调整。5.如权利要求1所述的基于多Agent通信网络的海岛微电网分布式控制方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S21：通信网络建立好以后，定义一个邻接矩阵A＝[aij]m×m描述Agent之间的连接关系，m表示通信网络中可控DGAgent的个数，若Agentj存在自环，则元素ajj＝1，否则，ajj＝0，若Agentk和j之间存在连边，且由节点k指向节点j，则akj＝1，否则，akj＝0；S22：定义参量dmax为通信网络的Agent最大出度，即dmax＝max(d1,d2,…,dr)；S23：微电网t时刻的风光等新能源有功功率总波动量和负载有功功率总波动量均由微电网半可控储能DG节点流入流出功率pVF(t)所体现；当半可控储能DG节点流入功率时，说明微电网功率盈余，半可控储能DG吸收功率，设定pVF(t)<0；当半可控储能DG节点流出功率时，说明微电网功...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴瑞海，林厚飞，金建新，黄益宏，施亦治，林启待，章雷其，高盟凯，李强，黎博，
申请(专利权)人：国网浙江平阳县供电有限责任公司，国网浙江省电力有限公司温州供电公司，重庆大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33