一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法，涉及电能质量调节领域。目前UPQC典型电路拓扑由SAPF和PAPF变换器组成，变换器的利用率较低，尤其SAPF，当电网侧发生电压波动，控制串联变流器的补偿输出变流器的额定电压，保证负载侧电压不变，但是SAPF长期处于空闲状态，PAPF一直重负荷运行，UPQC功能相对独立，利用率不高。本方法使用基于MAS的动态协作任务求解机制，协调执行无功功率补偿，在并联侧和串联侧同时承担负载的无功功率补偿。使得UPQC的拓扑结构中的子模块利用率得到提升，提升UPQC多功能性和高效性。提升UPQC多功能性和高效性。提升UPQC多功能性和高效性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法


[0001]本专利技术涉及电能质量调节领域，尤其涉及一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法。

技术介绍

[0002]发展新能源是全世界各个国家能源发展的共同方向。目前许多国家将风能、太阳能、生物质能等被广泛作为新能源进行发电，经过逆变并入电网。与此同时，大量新能源逆变器装置接入配电网，受配电网中的线路阻抗和本地负荷影响，逆变器的输出电压会有差异，从而导致逆变器之间可能产生无功环流，造成功率因数变低。另外，负载侧电机等各种非线性负载也会造成配电网的功率因素变低。为降低配电网中的运行损耗，使设备稳定运行，采用UPQC(统一电能质量调节器)进行无功补偿，提高功率因素的一种重要的主动型电能质量治理方法。
[0003]目前UPQC典型电路拓扑由SAPF(串联有源滤波)和PAPF(并联有源滤波)变换器组成，变换器的利用率较低，尤其SAPF。专利CN109390950A本专利技术一种UPQC协调控制方法和系统，当电网侧发生电压波动，控制串联变流器的补偿输出变流器的额定电压，保证负载侧电压不变。但是SAPF长期处于空闲状态，PAPF一直重负荷运行，UPQC功能相对独立，利用率不高。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于MAS(多智能体系统)协同任务的UPQC结构单元功率分配方法，以协调执行无功功率补偿，提升UPQC的多功能性和高效性为目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。
[0005]一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法，包括以下步骤：
[0006]1)UPQC串联侧SAPF、并联侧PAPF检测微电网的电压、电流、无功功率状态；
[0007]2)根据MAS的动态协作任务求解机制，执行无功功率补偿任务；
[0008]3)光伏Agent、风力Agent超级电容Agent，产生协作意愿；
[0009]4)串联侧检测到无电压压降，串联Agent产生协作意愿；
[0010]5)UPQC串连Agent、风力Agent、光伏Agent、储能超级电容Agent、共同构建，拟进行长时间无功补偿；
[0011]6)协调级Agent群体形成；
[0012]7)协调级Agent群体协作，UPQC串连侧Agent执行无功功率补偿，返回步骤1)。
[0013]本方法使用基于MAS的动态协作任务求解机制，协调执行无功功率补偿，并联侧和串联侧同时承担负载的无功功率补偿，使得UPQC的拓扑结构中的子模块利用率得到提升，提升UPQC多功能性和高效性。
[0014]作为优选技术手段：检测到并联侧电压稳定时，SAPF输出电压向量U
su
垂直电网侧的电流向量I
S
，当检测到并联侧电压不稳定的时候，SPAF切换工作模式，输出所需要的补偿
电压，使得电网侧电压幅值不变；检测到串联侧电流稳定时，PAPF输出电流向量I
P
垂直负载侧的电流向量I
L
，当检测到串联侧电流不稳定的时候，PAPF切换工作模式，输出所需要的补偿电流，使得电网侧电流幅值不变；功率因数角为γ，Us为电网侧电压，U
L
为负载测电压，Usc为SAPF输出的补偿电压，I
L
为补偿前的负载电流，分解为I
L1
、I
L2
，I
LC
为补偿后的电流，分解为I
LC1
、I
LC2
，I
P
为PAPF输出的补偿电流，
[0015]SAPF输出电压为：U
su
＝|U
su
|∠90
°
＝Utanγ∠90
°
[0016]PAPF输出电压为：I
PC
＝Isinθ/cosγ∠(90+γ)
[0017]补偿之后SAPF输出无功功率为：Q
S
＝U
su I
S
＝UItanγcosφ/cosγ
[0018]补偿之后SAPF输出无功功率为：Q
P
＝U
L I
PC
＝UIsinθ/cos^2γ
[0019]负载消耗无功功率为：Q
S
＝Q
S
+Q
P
＝UIsinφ/cosγ。
[0020]将长时间处于空闲状态的SAPF用于协作PAPF，使得并联侧和串联侧同时承担负载的无功功率补偿，当检测到电网侧电压稳定时，SAPF输出电压向量与电流向量相互垂直，实现配电网侧无功功率补偿，PAPF输出电流向量垂直负载侧电压向量，实现负载侧无功功率补偿，通过并联和串联两侧同时承担负载无功功率的方法，使现有的UPQC得到更好地利用。
[0021]有益效果：将长时间处于空闲状态的SAPF用于协作PAPF，使得并联侧和串联侧同时承担负载的无功功率补偿，当检测到电网侧电压稳定时，SAPF输出电压向量与电流向量相互垂直，实现配电网侧无功功率补偿，PAPF输出电流向量垂直负载侧电压向量，实现负载侧无功功率补偿，通过并联和串联两侧同时承担负载无功功率的方法，协调执行无功功率补偿，使得UPQC的拓扑结构中的子模块利用率得到提升，使现有的UPQC得到更好地利用，提升UPQC多功能性和高效性。
附图说明
[0022]图1是本专利技术流程示意图。
[0023]图2是本专利技术中多智能体的UPQC无功补偿示意图。
[0024]图3是本专利技术中多智能体动态协作任务求解模型示意图。
具体实施方式
[0025]以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。
[0026]如图1所示，一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法，其过程包括以下步骤：
[0027]S1)UPQC串联侧SAPF、并联侧PAPF检测微电网的电压、电流、无功功率状态；
[0028]S2)根据MAS的动态协作任务求解机制，执行无功功率补偿任务；
[0029]S3)光伏Agent、风力Agent超级电容Agent，产生协作意愿；
[0030]S4)串联侧检测到无电压压降，串联Agent产生协作意愿；
[0031]S5)UPQC串连Agent、风力Agent、光伏Agent、储能超级电容Agent、共同构建，拟进行长时间无功补偿；
[0032]S6)协调级Agent群体形成；
[0033]S7)协调级Agent群体协作，UPQC串连侧Agent执行无功功率补偿，返回步骤S1)。
[0034]检测到并联侧电压稳定时，SAPF输出电压向量Usu垂直电网侧的电流向量I
S
，当检
测到并联侧电压不稳定的时候，SPAF切换工作模式，输出所需要的补偿电压，使得电网侧电压幅值不变。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法，其特征在于包括以下步骤：1)UPQC串联侧SAPF、并联侧PAPF检测微电网的电压、电流、无功功率状态；2)根据MAS的动态协作任务求解机制，执行无功功率补偿任务；3)光伏Agent、风力Agent超级电容Agent，产生协作意愿；4)串联侧检测到无电压压降，串联Agent产生协作意愿；5)UPQC串连Agent、风力Agent、光伏Agent、储能超级电容Agent、共同构建，拟进行长时间无功补偿；6)协调级Agent群体形成；7)协调级Agent群体协作，UPQC串连侧Agent执行无功功率补偿，返回步骤1)。2.根据权利要求1所述的一种基于MAS协同任务的UPQC结构单元功率分配方法，其特征在于：检测到并联侧电压稳定时，SAPF输出电压向量U
su
垂直电网侧的电流向量I
S
，当检测到并联侧电压不稳定的时候，SPAF切换工作模式，输出所需要的补偿电压，使得电网侧电压幅值不变；检测到串联侧电流稳定时，PAPF输出电流向量I
P
垂直负载侧的电流向量I
L
，当检测到串联侧电流不稳定的时候，PAPF切换工作模式，输出所需要的补偿电流，使得电网侧电流幅值不变；功率因数角为γ，U
s
为电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏旭华，陈识微，蒋鲁军，郎宏飞，商少锋，赵国庆，王晶，楼春根，莫美琴，
申请(专利权)人：杭州电力设备制造有限公司富阳容大成套电气制造分公司国网浙江省电力有限公司杭州市富阳区供电公司，
类型：发明
国别省市：