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《华南理工大学》 2015年
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基于Multi-Agent System的微电网运行与控制研究

吴韵赜  
【摘要】:微电网的出现和发展使得分布式电源的大量接入成为了可能,其可以被描述为一个将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有机地整合在一起的小型发配电系统。对于整个电网来说,微电网是一个可控的、独立的单元,使得电网不用面对数量庞大、种类繁杂的分布式电源,为分布式电源的大量接入提供了良好的条件;同时,微电网的发展也能满足用户对于电能供应诸多个性化要求。微电网技术在给电力系统带来革新和发展的同时,人们对其控制方面也提出了新的要求:(1)任意微电网的接入不对整个系统造成较大影响;(2)微电网能自主选择运行点;(3)能平滑地实现孤岛运行和与电网的并联运行;(4)能独立地对微电网中的有功、无功进行控制;(5)具备对电压波动和功率不平衡的矫正能力。但是由于大量微电网以及分布式电源的引入,未来电网具有越来越明显的分布性,需要大量的控制数据以及灵活多变的控制策略。传统由调度中心进行的统一的、集中式的控制方法越来越难以适应电力系统的发展需求,因此研究人员提出了基于多Agent系统(Multi-Agent System,MAS)的控制方法。简而言之,MAS主体思想就是将控制权分散到各微电网以及微电网各元件,形成多个层次,构建具有一定智能、自主性的Agent,通过这些Agent之间的交互、协同、竞争,最终实现对整个电网系统的控制。这种控制方法的优点就是:(1)各元件可以实现自主的运行,并根据其所在环境的变化以及预先设置的任务,相应地做出一些在自身领域内简单的调整;(2)各元件通过协同作用来完成复杂的控制,不需要一个价格高昂的中央控制系统来处理海量的数据;(3)不同的微电网元件可以设置不同的控制策略,实现控制的合理性和最优化。首先,本文根据MAS基本原理及微电网结构提出了一种基于三层MAS结构的微电网模型,对MAS应用于微电网的必要性和可行性进行了分析;提出了符合MAS结构特点的多微电网系统的控制算法,包括了单个微电网中考虑经济性的微电网本地控制算法以及多个微电网中考虑有功网损最小的多微电网协调控制算法。其次,本文对微电网中不同元件的模型进行研究,根据不同元件的特性提出相应Agent的功能。运用Matlab/Simulink建立了含有小型风力发电机、蓄电池、可切除和重要负荷的微电网模型,在保证其安全运行、满足电压稳定和功率平衡的条件下,建立了Agent控制模型,并对各元件Agent的具体功能和协同控制策略进行了阐述。通过仿真,验证了运用在微电网中的MAS可以通过各Agent之间的协调控制对微电网进行灵活、可靠的控制。考虑到Matlab/Simulink仿真速度的限制,本文通过JADE Multi-Agent开发平台,运用文中提出的多微电网控制算法模型,实现了对多个微电网之间协同控制。最后,本文总结了研究成果并对未来工作进行了展望。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM732

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【参考文献】
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