基于多代理系統(tǒng)的虛擬發(fā)電廠技術及其在智能電網(wǎng)中的應用研究.pdf

1、隨著全世界電力消費的不斷增長，新的技術將直接影響到電力的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用；隨著世界能源緊缺、氣候變化和環(huán)境污染等問題日益嚴峻，分布式能源與清潔能源的推廣應用已成必然趨勢。風力發(fā)電機、燃料電池、生物質機組、微型燃氣輪機和熱電聯(lián)產(chǎn)機組等都屬于創(chuàng)新的發(fā)電技術。
　　然而這些新型電源接入電網(wǎng)后，將給配電網(wǎng)乃至輸電網(wǎng)的電壓、電能質量、系統(tǒng)保護和調度運行等帶來一系列的影響，并聯(lián)模式下電網(wǎng)的監(jiān)控和管理面臨很多技術上的難題。而智能電網(wǎng)技術的

2、發(fā)展恰好為新型電源的無縫并網(wǎng)提供了契機。智能電網(wǎng)技術有機融合了高級傳感、通信、自動控制等技術，具有自我管理、自我恢復、兼容性強等特點。通過合理的應用智能電網(wǎng)技術，能在分布式電源接入電網(wǎng)后，實現(xiàn)實時互動和協(xié)調運行。
　　為適應清潔能源、分布式能源的特性，智能電網(wǎng)需要結合了電網(wǎng)頻率、聯(lián)絡線潮流和電壓控制技術、發(fā)電預測模型和方法等為一體的高級控制技術。因此，能夠解決分布式能源與清潔能源接入與控制的虛擬發(fā)電廠技術(Virtual Powe

3、r Plant，VPP)被提了出來，并在歐美各國率先實踐成功，被學術界認為是智能配電網(wǎng)的重要發(fā)展方向。
　　本論文著力于研究智能電網(wǎng)中的虛擬發(fā)電廠技術。主要包括：
　?。?）概述分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)的發(fā)展，簡要介紹了虛擬發(fā)電廠技術。作為后續(xù)研究的一個基礎，對本研究所涉及的相關研究對象、主體、關鍵概念進行科學和規(guī)范化的界定，并介紹了多代理系統(tǒng)（Multi Agent System，MAS）的研究現(xiàn)狀。
　?。?）詳細闡述

4、虛擬發(fā)電廠技術（以下簡稱VPP），介紹其概念，結構，兩種分類方式和目前國際上普遍采用的控制方式：集中控制、分散控制以及完全分散控制等三種控制模式。同時分析出在智能電網(wǎng)的運行模式中，完全分散控制比較適合投入電網(wǎng)應用，因此提出基于完全分散控制式的VPP，可以通過多代理系統(tǒng)來實現(xiàn)。
　?。?）研究了VPP中主要的分布式電源的特性和并網(wǎng)影響，并重點分析了有廣泛應用前景的小型熱電聯(lián)產(chǎn)技術；闡明了當前智能電網(wǎng)技術在分布式發(fā)電中的應用，并分析了

5、目前所采取的控制方式。
　?。?）深入研究了多代理系統(tǒng)的結構和特點，在此基礎上，本文提出了多代理系統(tǒng)在VPP中具體的結構體系。在保證VPP安全運行，滿足電壓穩(wěn)定、功率平衡等約束條件的情況下，建立了以VPP發(fā)電效率最大化為目標的Agent控制模型，并對其中各Agent的具體功能及其協(xié)調策略進行了討論。隨后，通過在具體算例中對各Agent協(xié)調調度及運行情況的分析，驗證了多代理系統(tǒng)可以通過對各Agent之間的協(xié)調控制達到能量的靈活調度并

6、保持VPP的高效、穩(wěn)定運行。
　?。?）研究了虛擬發(fā)電廠技術在智能電網(wǎng)中的應用，主要包括：(a)對上級電網(wǎng)的支撐，分析了VPP與上級電網(wǎng)并網(wǎng)的情況，通過具體算例分析，提出了各Agent調整方案；(b)設計了VPP在電力市場中的運行框架和應用，討論了對競價優(yōu)化的影響；(c)綜述了目前智能電網(wǎng)發(fā)展VPP急需的技術，包括：廣域測量系統(tǒng)、先進的監(jiān)控軟件和輔助決策體系以及高級配電運行等。
　?。?）總結了研究成果并提出了VPP未來的發(fā)