一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法技术方案

本发明专利技术涉及电力线通信技术领域，尤其涉及一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法。本发明专利技术包括步骤一：获取部分Agent信息：步骤二：对电网和热网各自独立优化：步骤三：判断所述步骤二所得所述热网和电网的不平衡输出功率是否为0：步骤四：热网与电网间的协调优化：步骤五：计算协调优化完成后的所述电网的剩余功率或短缺功率；步骤六：重新优化。本发明专利技术通过多代理技术，同时利用混合整数规划方法和基于增量成本的“Leader‑Follow”型一致性算法，在三层多能流系统协调控制结构的基础上提出了一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法，得到了较好的多能流系统协调优化运行计划。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法
本专利技术涉及电力线通信
，尤其涉及一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法。
技术介绍
随着社会的发展，人们的用能需求不断增加，用能多样性也愈加明显。与此同时，传统化石能源愈渐枯竭，环境污染情况也愈加严重。在这些多重压力下，将多种类型的能流系统进行一体化规划设计和优化运行便成为实现能源变革和确保用能需求的重要途径。多能流系统是由一系列例如电、热、冷、气等异质能流构成，利用多种能源转换设备实现不同能流系统耦合互补的能源系统。不同于传统能源系统的分供能源形式，多能流系统能够实现能源的梯级利用、提高各种能源的利用效率、实现多类能源的耦合互补并满足社会多种类型的用能需求。近年来，多能流系统的广阔前景吸引了众多学者的目光，并对其优化运行的实现方法展开了深入的研究。我国对多能流系统的研究及发展起步较晚，对多能流系统的协调优化运行还需进行更进一步的研究。目前关于多能流系统的优化运行研究主要集中在各类能源系统的模型建立、各类衡量指标的提出以及能源系统优化方法的改进等。在此基础上，通过对多种能流系统的协调优化调度，从而达到整体多能流系统成本最低、环境污染最小或能源用户满意度最高等目标。然而，目前对多能流系统的协调优化运行的研究工作尚不充足，有着系统对设备的控制灵活性较为局限、优化算法较为复杂并易陷入局部最优等问题。本专利技术利用多代理技术、混合整数规划方法和基于增量成本的“Leader-Follow”型一致性算法，考虑了多能流系统中的可再生能源、储能等影响，基于多能流系统的物理结构构建了含配电网层、热电网层、产能层的三层多能流系统协调控制结构，最终建立了一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法，为多能流系统的协调优化运行提供了一种新的思路。
技术实现思路
针对
技术介绍
里目前点对点信道建模测试理论依据的不足以及完善网络拓扑结构及相关网络参数对电力线信道通信特性的影响结果，本专利技术提供了一种考虑信道相关性的电力线信道通信特性分析方法。一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法，应用于JADE平台和基于增量成本的“Leader-Follow”型一致性算法，应用于构建了含配电网层、热电网层、产能层的三层物理结构的多能流系统，所述方法包括以下步骤：步骤一：获取部分Agent信息：所述JADE平台的主容器中包括能量转换设备Agent、热储能Agent、电网Agent、热网Agent、配电网Agent和各个设备的产能设备Agent；所述各个设备的产能设备Agent获取对应的设备的发电功率限制和运行成本信息，所述热储能Agent获取对应的设备运行限制和运行成本信息，所述能量转换设备Agent获取对应的设备运行限制、转换效率和运行成本信息；步骤二：对电网和热网各自独立优化：所述电网Agent获取电负荷需求量与所述电网Agent的产能设备Agent的发电功率限制以及运行成本信息；所述热网Agent获取热负荷需求量与所述热网Agent的产能设备Agent的发电功率限制、运行成本信息以及所述热储能Agent的运行限制、运行成本信息；所述电网Agent和热网Agent分别利用混合整数规划模型，以运行成本最低为目标进行集中式独立优化，并采用仿真软件对所述模型进行求解，从而得到电网中产能设备的输出功率和电网的不平衡输出功率，以及热网中产能设备的输出功率、热网的不平衡输出功率和热储能的充放电功率；针对所述电网的独立优化，独立优化结果为：其中，t为调度时间间隔；T为优化运行周期，ch、cb分别为小水电的单位运行成本系数和沼气发电的单位运行成本系数，Ph(t)、Pb(t)分别为在时刻t时小水电的输出功率和沼气发电的输出功率；所述电网的独立优化的约束条件为：Pw(t)+Ph(t)+Pb(t)＝Plc(t)；其中，Pw(t)、Ph(t)和Pb(t)分别为风机、小水电和沼气发电在时刻t的输出功率；和分别为风机、小水电和沼气发电在时刻t的最大输出功率；Plc(t)为电网在时刻t的电负荷；所述电网在t时刻的不平衡输出功率为：针对所述热网的独立优化，独立优化结果为：其中，和cbe分别为供热单位收益和热储能的单位运行成本系数；Pp(t)和Pbe(t)分别为在时刻t时燃气锅炉的输出功率和热储能的输出功率；Δt为优化运行时间间隔；所述热网在t时刻的不平衡输出功率为：所述热网的独立优化的约束条件为：δch(t)+δdis(t)≤1；E(t+1)＝E(t)-Pbe(t)Δt；0.2Emax≤E(t)≤0.9Emax；E(0)＝E(T)；Pp(t)+Pdis(t)＝Plh(t)+Pch(t)；其中，E(t)、Pp(t)和Plh(t)分别为在时刻t时热储能的放电功率、充电功率、储存的能量、燃气锅炉的输出功率以及热网的热负荷；的绝对值、Emax和分别表示热储能的最大充电功率、最大放电功率、储存的最大能量以及燃气锅炉在时刻t的最大输出功率；ηdis和ηch分别表示热储能的放电效率和充电效率；δch(t)和δdis(t)分别表示热储能在时刻t的充电状态和放电状态，其值均为0或1。δch,j(t)为1时表示充电状态，为0时表示放电状态，δdis,j(t)反之；步骤三：判断所述步骤二中得到的所述热网和电网的不平衡输出功率是否为0：若所述热网的不平衡输出功率为0，则将所述步骤二中得到的独立优化的结果发送给所述热网的所述各个产能设备Agent和热储能Agent；若所述电网的不平衡输出功率为0，则计算所述各个产能设备的调节裕量，若所述电网的调节裕量为0，则将所述步骤二中得到的独立优化的结果发送给电网的所述各个产能设备Agent，否则进行步骤四；若所述热网或电网的不平衡输出功率不为0，则计算相应的剩余功率或短缺功率，其中不平衡输出功率大于0时其值即为剩余功率，反之即为短缺功率，然后进行步骤四；步骤四：所述热网与电网间的协调优化：根据所述能量转换设备Agent获取的信息和步骤三获得的调节裕量、剩余功率或短缺功率信息，同时利用基于增量成本的“Leader-Follow”型一致性算法进行电网与热网间的协调分布式优化：以所述能量转换设备Agent为主导Agent，在协调优化过程中约束条件为：其中，ΔPg(k)为热、电网间协调优化时电网的调节功率；为热、电网间协调优化时电网的的调节裕量；a和b为电网的两个成本系数；λ为电网的增量成本，增量成本的更新规则为：其中，μ∈(0,1)为收敛系数；d为双随机矩阵的元素；为热、电网间协调优化时电网的功率缺额，其更新规则如下：其中，ηe为电锅炉的转换效率，ΔPg(k)为热、电网间协调优化时电网的调节功率；当所述各个Agent的一致性状态变量相同时本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法，应用于JADE平台和基于增量成本的“Leader-Follow”型一致性算法，应用于构建了含配电网层、热电网层、产能层的三层物理结构的多能流系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/n步骤一：获取部分Agent信息：/n所述JADE平台的主容器中包括能量转换设备Agent、热储能Agent、电网Agent、热网Agent、配电网Agent和各个设备的产能设备Agent；/n所述各个设备的产能设备Agent获取对应的设备的发电功率限制和运行成本信息，所述热储能Agent获取对应的设备运行限制和运行成本信息，所述能量转换设备Agent获取对应的设备运行限制、转换效率和运行成本信息；/n步骤二：对电网和热网各自独立优化：/n所述电网Agent获取电负荷需求量与所述电网Agent的产能设备Agent的发电功率限制以及运行成本信息；/n所述热网Agent获取热负荷需求量与所述热网Agent的产能设备Agent的发电功率限制、运行成本信息以及所述热储能Agent的运行限制、运行成本信息；/n所述电网Agent和热网Agent分别利用混合整数规划模型，以运行成本最低为目标进行集中式独立优化，并采用仿真软件对所述模型进行求解，从而得到电网中产能设备的输出功率和电网的不平衡输出功率，以及热网中产能设备的输出功率、热网的不平衡输出功率和热储能的充放电功率；/n针对所述电网的独立优化，独立优化结果为：/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于多代理技术的多能流系统协调优化运行方法，应用于JADE平台和基于增量成本的“Leader-Follow”型一致性算法，应用于构建了含配电网层、热电网层、产能层的三层物理结构的多能流系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤一：获取部分Agent信息：
所述JADE平台的主容器中包括能量转换设备Agent、热储能Agent、电网Agent、热网Agent、配电网Agent和各个设备的产能设备Agent；
所述各个设备的产能设备Agent获取对应的设备的发电功率限制和运行成本信息，所述热储能Agent获取对应的设备运行限制和运行成本信息，所述能量转换设备Agent获取对应的设备运行限制、转换效率和运行成本信息；
步骤二：对电网和热网各自独立优化：
所述电网Agent获取电负荷需求量与所述电网Agent的产能设备Agent的发电功率限制以及运行成本信息；
所述热网Agent获取热负荷需求量与所述热网Agent的产能设备Agent的发电功率限制、运行成本信息以及所述热储能Agent的运行限制、运行成本信息；
所述电网Agent和热网Agent分别利用混合整数规划模型，以运行成本最低为目标进行集中式独立优化，并采用仿真软件对所述模型进行求解，从而得到电网中产能设备的输出功率和电网的不平衡输出功率，以及热网中产能设备的输出功率、热网的不平衡输出功率和热储能的充放电功率；
针对所述电网的独立优化，独立优化结果为：



其中，t为调度时间间隔；T为优化运行周期，ch、cb分别为小水电的单位运行成本系数和沼气发电的单位运行成本系数，Ph(t)、Pb(t)分别为在时刻t时小水电的输出功率和沼气发电的输出功率；
所述电网的独立优化的约束条件为：









Pw(t)+Ph(t)+Pb(t)＝Plc(t)；
其中，Pw(t)、Ph(t)和Pb(t)分别为风机、小水电和沼气发电在时刻t的输出功率；和分别为风机、小水电和沼气发电在时刻t的最大输出功率；Plc(t)为电网在时刻t的电负荷；
所述电网在t时刻的不平衡输出功率为：



针对所述热网的独立优化，独立优化结果为：



其中，和cbe分别为供热单位收益和热储能的单位运行成本系数；Pp(t)和Pbe(t)分别为在时刻t时燃气锅炉的输出功率和热储能的输出功率；Δt为优化运行时间间隔；
所述热网在t时刻的不平衡输出功率为：



所述热网的独立优化的约束条件为：












δch(t)+δdis(t)≤1；
E(t+1)＝E(t)-Pbe(t)Δt；
0.2Emax≤E(t)≤0.9Emax；
E(0)＝E(T)；
Pp(t)+Pdis(t)＝Plh(t)+Pch(t)；
其中，E(t)、Pp(t)和Plh(t)分别为在时刻t时热储能的放电功率、充电功率、储存的能量、燃气锅炉的输出功率以及热网的热负荷；的绝对值、Emax和分别表示热储能的最大充电功率、最大放电功率、储存的最大能量以及燃气锅炉在时刻t的最大输出功率；ηdis和ηch分别表示热储能的放电效率和充电效率；δch(t)和δdis(t)分别表示热储能在时刻t的充电状态和放电状态，其值均为0或1。δch,j(t)为1时表示充电状态，为0时表示放电状态，δdis,j(t)反之；
步骤三：
判断所述步骤二中得到的所述热网和电网的不平衡输出功率是否为0：
若所述热网的不平衡输出功率为0，则将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：高昇宇，肖晶，许若冰，王守相，徐荆州，陈丽，徐锋，蔡声霞，王璇，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司南京供电分公司，天津相和电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32