CN101510686A - 基于多代理技术的微电网协调控制*** - Google Patents

基于多代理技术的微电网协调控制*** Download PDF

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CN101510686A CNA2009100482446A CN200910048244A CN101510686A CN 101510686 A CN101510686 A CN 101510686A CN A2009100482446 A CNA2009100482446 A CN A2009100482446A CN 200910048244 A CN200910048244 A CN 200910048244A CN 101510686 A CN101510686 A CN 101510686A
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Abstract

本发明涉及一种信息技术领域的基于多代理技术的微电网协调控制***，其中：元件代理模块独立控制微网中各底层元件运行，实现直接的分布式能源的控制、发电控制、储能元件的控制和一些负荷的控制；微电网代理模块针对微电网内部的调度运行，对代理进行管理；微电网代理模块与上级电网代理模块之间通过通讯协调解决各代理之间的任务划分和共享资源的分配，上级电网代理模块负责电力市场以及各代理间的协调调度，并综合微电网代理信息做出重大决策。各代理模块之间还保持一定量的数据通讯以更好的保证各自决策的合理性。此种结构与通信方式适应了微电网分布、复杂、灵活的特性。本发明可以提高微电网的安全稳定运行及发电效率。

Description

基于多代理技术的微电网协调控制***
技术领域
本发明涉及一种信息技术领域的***，具体地说，涉及的是一种基于多代理技术的微电网协调控制***。
背景技术
微电网是一种由负荷和微型电源共同组成的***，它可同时提供电能和热能；其内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供必需的控制；其相对于外部大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全等的要求。它包含了以下主要特征：1)包含光伏、风力发电等分布式电源。2)配备了能量管理***，通过对大量电力电子器件的控制，解决潮流、保护等问题。3)要求既可与大电网联网运行，又可在电网故障或需要时与主网断开单独运行，同时要对各种分布式电源进行有效控制。由于其分布式特性、海量的控制数据以及灵活多变的控制方式，让以往由调度中心统一判断、调度的集中式控制方式难以实现灵活、有效的调度。因此，通过将控制权分散到各微电网元件，由各元件根据微电网的调度自行改变运行状态的分布式协调控制方式将有效地解决这些问题。在此趋势下，以分布式控制为基础的***——多代理***被提出来。多代理***具有很好的自主性和启发性，其目的是将大的复杂***划分成小的、彼此相互通信及协调的、易于管理的***。其优点为：1)能在不受干扰的情况下自行控制元件运行并可通过知识***和外界环境的情况，进行推理和规划，解决自身领域内的各类问题；2)可与其他实体通信并协调合作解决复杂问题；3)具有分布、快速处理复杂问题的能力。
经对现有技术的文献检索发现，R.H.Lasseter等在Proceedings of 2002IEEE Power Engineering Society Winter Meeting，VOL.1：305-308(2002年IEEE电力工程协会冬季会议录，第一卷：305-308)上发表的Microgrids(微电网)，该文提出了微电网的概念，具体为提出了微电网的框架结构，其不足之处在于没有提出基于多代理***的灵活协调控制结构。Aris L.Dimeas等在Proceedings of 2007 IEEE Power Engineering Society GeneralMeeting，2007：1-5(2007年IEEE电力工程协会会议录，1-5)上发表的代理basedcontrol for Microgrids(基于代理的微电网控制)，该文提出了基于多代理***控制的基本框架，但没有提出具体的通讯机制，多代理协调控制等，没有对其进行更深入的讨论。中国发明专利(申请号：200710152493.0)提出了微电网连通线控制***，这种方法适用于微电网的基本控制，协调方面比较欠缺。因此，研究一种可以对微电网进行协调控制的控制***框架及其方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种基于多代理技术的微电网协调控制***，以提高微电网运行的稳定性和电网的效率，适应微电网的要求。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：元件代理模块、微电网代理模块、上级电网代理模块。元件代理模块、微电网代理模块、上级电网代理模块分成三层进行协调控制，其中：元件代理模块独立控制微网中各底层元件运行，实现直接的分布式能源的控制、发电控制、储能元件的控制和一些负荷的控制；微电网代理模块针对微电网内部的调度运行，对代理进行管理，包括接受元件代理信息、根据微电网运行状况及调整策略为其提供相应的控制策略；上级电网代理模块负责电力市场以及各代理间的协调调度，并综合微电网代理信息做出重大决策，微电网代理模块与上级电网代理模块之间通过通讯协调解决各代理之间的任务划分和共享资源的分配；各代理模块之间还保持数据通讯以更好的保证各自决策的合理性。此种结构与通信方式适应了微电网分布、复杂、灵活的特性。
运行时，元件代理模块控制微电网中的各个元件，并把所控制元件的运行状况提供给微电网代理模块。微电网代理模块接收到元件代理模块的信息后，对元件代理模块提供控制策略。元件代理模块接收控制信息后自行改变对应控制元件的运行状态。微电网代理模块将各自微电网的运行状况提供给上级电网代理模块，由上级电网代理模块进行初步的数据处理后通过信息处理***统一格式传给预估环节。与此同时，各微电网代理模块也把各自电网的运行状态直接提交给预估环节，预估环节通过模型预测后把每个微电网的控制策略提交给相对应的微电网代理模块。在微电网代理模块改变微电网运行状态后，上级电网代理模块与微电网代理模块再一次把运行状态提交给预估环节以进行进一步的调整。通过不断的协调控制，基于多代理技术的微电网协调控制***将会使微电网在满足对上级电网提供适当电能的同时，保证了自身电网的安全、可靠、经济运行。
所述的元件代理模块包括第一并网代理模块、第一数据处理模块、第一数据传输模块、第一数据储存模块、内部控制模块，其中：第一并网代理模块负责控制元件对微电网的并网和断网功能，其主要接收第一数据传输模块或者微电网代理模块所提供的并网和断网信息，并以微电网代理模块传输的并网命令为高优先级，第一数据传输模块传输的并网命令为低优先级进行并网。第一数据处理模块和第一数据储存模块负责对所代理的元件进行数据的处理、储存，从而将元件的运行状态进行及时的处理和更新，第一数据传输模块负责将元件运行状态信息传输给微电网代理模块并接收微电网代理模块的命令。内部控制模块是具体的元件控制程序，主要输入相应的控制程序从而控制不同的元件运行，保证单个元件代理所控制的元件可以安全稳定运行，其只接收第一数据处理模块所传递的命令。同时元件代理模块对外界有抗干扰能力，能够对外界微小的变化做出相应的调整，并且这一过程不需要微电网代理模块的干涉，这样就可以保证元件有效的运行。
所述微电网代理模块包括第二并网代理模块、第二数据处理模块、第二数据传输模块、第二数据储存模块，其中：第二并网代理模块负责所控制微电网对上级电网的并网和断网功能其主要接收第二数据传输模块或者上级电网代理模块所提供的并网和断网信息，并以上级电网代理模块传输的并网命令为高优先级，第二数据传输模块传输的并网命令为低优先级进行并网。第二数据处理模块在断网时负责处理元件代理模块所提供的信息，并根据数据处理的结果通过第二数据传输模块为对应的元件代理提供相应的控制策略；在并网时第二数据处理模块将增加与上级电网代理模块的联系，接收元件代理模块与上级电网代理模块中通讯模块所传输的数据，并根据数据处理的结果通过第二数据传输模块为对应的元件代理提供相应的控制策略，同时通过第二数据传输模块将微电网的运行状态再次通讯给上级电网代理模块从而进行进一步的协调控制。第二数据储存模块储存第二数据处理模块的结果，以供别的代理模块进行查询。微电网代理模块主要用于优化微电网的运行或者仅仅作为一种简单的地区负荷调度，其目的是令微电网的控制更加的灵活并减少在微电网中的各种损耗。微电网代理模块主要负责多于一个代理的控制，即对它所管理的几个代理进行协调控制。
所述的上级电网代理模块主要是主要针对中压网和低压网的运行提供相应的策略，没有具体的并网控制和运行控制，包括第三数据处理模块、第三数据传输模块、第三数据储存模块，主要负责对各个区域电力网络的整体调度和策略分析。第三数据处理模块负责将多个微电网代理模块所传输过来的数据进行综合处理，在保证电网稳定性的情况下，按照起始给定的控制策略进行策略调度，并通过数据传输模块对微电网代理模块发出指令。第三数据储存模块负责储存各微电网代理模块传输的数据以及第三数据处理模块处理后的控制策略数据，以供微电网代理模块和管理员进行查询。
在本发明整个多代理***的协调控制中，由于各模块之间的联系主要是靠通讯，因此通讯是其中的重要环节。在本发明中主要采用以下两种通信相结合的方式：
1)联邦***通讯与广播通讯相结合(直接的信息传输)
首先，各代理模块动态地加入联邦体，接受联邦体提供的服务。这些服务包括：接受代理模块加入；记录加入代理模块的能力、任务和级别；提供通信服务；对代理提出的请求提供响应等。
其次，利用广播机制把消息发给每个代理模块或一个组。通常发送者要指定唯一的地址，唯有符合该条件的代理才能够读取这个消息。
由于此方式代理之间的信息是直接交换的，执行中没有缓冲。为了保证其他代理可以获得相应数据，还将采用黑板***进行补充。
2)黑板***(间接的信息传输)
黑板是一个代理写入消息、公布结果并获取信息的全局数据库，它按照所研究的代理问题划分为几个层次，工作于相同层次的代理能够访问相应的黑板层以及邻近的层次，所有必要的信息都可以张贴在黑板上供所有的代理检索。
通过这种方式，各代理都可以获得足够数据以保证自身或与其他代理的协同控制。
本发明的***通过对提出基于多代理***的框架结构、通讯机制、协调控制平台和微电网中各元件代理的具体控制功能，从而解决了微电网的控制结构框架和具体的通讯协调问题。通过提出了微电网内部，以及和上级电网的协调控制策略，从而更加优化了微电网的协调控制。总体上来说实现了含微电网的电力网络的分层化控制，从而降低了单个分布式电源运行的危险性，提高了整个电网远行的可靠性；降低了因长远距离产生的输电网损，提高了电网的效率。
附图说明
图1为本发明结构框图。
图2为本发明原理框图。
图3为本发明元件代理功能示意图。
图4为本发明实施例的微电网框架示意图。
图5为本发明实施例微电网协调控制流程图。
图6为本发明实施例光伏发电MPPT和负荷曲线图。
图7为本发明实施例仿真结果图。
图8为本发明实施例微电网节点电压曲线图。
图9为本发明实施例蓄电池电流图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，将元件代理模块、微电网代理模块、上级电网代理模块分成三层进行协调控制。微网中各底层元件(包括发电机、负荷等)都由独立的元件代理模块控制运行。同时设定微电网代理模块对这些代理进行管理，如：接受元件代理信息、根据微电网运行状况及调整策略为其提供相应的控制策略。微电网代理模块与上级电网代理模块之间通过通讯协调解决各代理之间的任务划分和共享资源的分配。上级电网代理模块负责电力市场以及各代理间的协调调度，并综合微电网代理信息做出重大决策。不同的代理模块之间还保持一定量的数据通讯以更好的保证各自决策的合理性。此种结构与通信方式适应了微电网分布、复杂、灵活的特性。
如图2所示，元件代理模块控制微电网中的各个元件，并把所控制元件的运行状况提供给微电网代理模块。微电网代理模块接受到元件代理模块的信息后，对元件代理提供控制策略。元件代理模块接收控制信息后自行改变对应控制元件的运行状态。微电网代理模块将各自微电网的运行状况提供给上级电网代理模块，由上级电网代理模块进行初步的数据处理后通过信息处理***统一格式传给预估环节。与此同时，各微电网代理模块也把各自电网的运行状态直接提交给预估环节，预估环节通过模型预测后把每个微电网的控制策略提交给相对应的微电网代理模块。在微电网代理模块改变微电网运行状态后，上级电网代理模块与微电网代理模块再一次把运行状态提交给预估环节以进行进一步的调整。通过不断的协调控制，基于多代理技术的微电网协调控制***将会使微电网在满足对上级电网提供适当电能的同时，保证了自身电网的安全、可靠、经济运行。
如图3所示，所述的元件代理模块包括5个模块：第一并网代理模块、第一数据处理模块、第一数据传输模块、第一数据储存模块、内部控制模块。其主要功能是实现直接的分布式能源的控制、发电控制、储能元件的控制和一些负荷的控制。第一并网代理模块主要负责所控制元件对微电网的并网和断网功能。第一数据处理模块、第一数据传输模块和第一数据储存模块主要是负责对所代理的元件进行数据的处理、储存和交流，从而将元件的运行状态进行及时的处理和更新。内部控制模块是具体的元件控制程序，主要输入相应的控制程序从而控制不同的元件运行，例如此时控制元件为小型风机，那么此时内部控制模块就要输入抗干扰控制程序、无功补偿控制程序等，从而保证单个元件代理所控制的元件可以安全稳定运行。同时元件代理模块对外界有抗干扰能力，能够对外界微小的变化做出相应的调整，并且这一过程不需要微电网代理模块的干涉，这样就可以保证元件有效的运行。
所述微电网代理模块，主要针对微电网内部的调度运行，包括4个模块：第二并网代理模块、第二数据处理模块、第二数据传输模块、第二数据储存模块。第二并网代理模块主要负责所控制微电网对上级电网的并网和断网功能。第二数据处理模块负责处理元件代理模块所提供信息，并根据数据处理的结果通过第二数据传输模块为对应的元件代理提供相应的控制策略。第二数据储存模块主要是储存数据以供别的代理进行查询。微电网代理模块主要用于优化微电网的运行或者仅仅作为一种简单的地区负荷调度。其目的是令微电网的控制更加的灵活并减少在微电网中的各种损耗。微电网代理模块主要负责多于一个代理的控制，即对它所管理的几个代理进行协调控制。如当微电网所在的配电网出现电力不足时，要求微电网并网进行电力支撑，这时这层代理就开始发出命令对微电网中机组进行调节，发出命令后由第一层代理进行具体的调节动作。
所述的上级电网代理模块主要是主要针对中压网和低压网的运行提供相应的策略，没有具体的并网控制和运行控制，包括第三数据处理模块、第三数据传输模块、第三数据储存模块，主要负责对各个区域电力网络的整体调度和策略分析。第三数据处理模块负责将多个微电网代理模块所传输过来的数据(如各微电网的电压、电流、频率、有功、无功等)进行综合处理，在保证电网稳定性的情况下，按照多目标优化理论计算分配调节量并判断能量控制策略是否可行，如可行则通过第三数据传输模块对微电网代理模块发出指令(不可行则重新让各微电网代理模块提供修改后的运行目录)。第三数据储存模块负责储存各微电网代理模块传输的数据以及第三数据处理模块处理后的控制策略数据，以供微电网代理模块和管理员进行查询。
具体应用实例：
本实施例***包括元件代理模块、微电网代理模块、上级电网代理模块。元件代理模块包括光伏代理、蓄电池代理、风电场代理等元件代理。它们通过元件模块中的数据传输功能以请求/响应的方式与微电网代理保持通讯。微电网代理模块包含了所有的微电网代理，各微电网代理之间通过通讯方式进行少量的数据交换，微电网代理模块与上级电网代理模块通过通讯以策略协商的方式进行控制策略的协商，并通过响应方式将控制策略传输元件代理模块，并由元件代理模块自行控制相应的代理。
1、元件代理模块
首先根据每一种电源的特性，通过初始化控制模块建立相对应的代理控制功能。
1)风力发电代理：a.抗干扰功能：风力发电中由于风速的不稳定造成了风力发电产生的谐波很多，在风力发电代理中应该有滤波以及对电能质量改善控制的部分，以保证电能质量的优质输出。b.与风速相关的风轮叶片控制功能：风力发电中，风速与叶片控制的环节属于重要的一环，此代理需要能够根据风速的大小调节叶片的角度，并设置极限风速调节。例如：当Voff<V(风)时(即风速超过极限速度)，风轮叶片应该调节其角度以保证风机的安全稳定运行。c.无功补偿功能：风力迅速变动产生电力传输的不稳定，需要通过对风力发电的无功补偿设施的监控与控制，达到风力发电稳定的要求。
2)光伏代理：a.太阳能最大功率点跟踪(MPPT)功能：太阳能电池输出特性为非线性，并且随光照强度和温度的变化而变化。为了能够让其充分发挥光电转换能力，光伏代理必须拥有最大功率点跟踪功能。b.电池板参数检测、保护功能：对太阳能电池板的基本参数进行监控，当以上参数超出安全的限定范围时，此代理启动保护措施，如：低压限制模式(LV)以保证太阳能电池的安全运行。
3)燃气轮机代理：a.燃气轮机冷热电联供功能：此功能为燃气轮机代理的重要部分，由燃烧天然气所产生的能量经过能量变换供给微型燃气轮机。燃气轮机一部分为微电网提供电能，同时所产生的余热分别提供给供热***和制冷***，当供热和制冷***需要更大的能量时，***直接通过燃烧天然气来为冷热***提供能量。b.功率变化限制功能：由于在热电联供的情况下，微型燃气轮机的各种输出必须满足热量的需要，并且它的功率变化有一定的限制，功率变化限制代理将保证燃气轮机的冷热电联供保持在限定范围内。c.整流/逆变控制功能：由于燃气轮机的转速问题，燃气轮机的输出电流不能直接被利用在微电网中，此代理将负责对燃气轮机并网环节中的AC/DC整流器和DC/AC逆变器装置的有效控制将高频电力输入到微电网中。
4)燃料电池代理：a.氢氧含量监控及输入控制功能：负责监控电池***的氢氧含量情况，并根据氢氧含量及电池发电情况调节氢氧输入，从而达到调节电能的目的。如：减少燃料输入，进行低位运行模式。b.电流密度监控调节功能：在输入气体如氢气和氧气保持不变的情况下，燃料电池电压和电流密度二者之间具有很好的线性关系.通过对燃料电池电流密度的有效监控、控制，可以使燃料电池的发电情况保持在可控的范围内。
5)蓄电池代理：a.监控功能：蓄电池的状态的有效监控可以让蓄电池的能量在超出限定范围之前得到有效的控制。包括对蓄电池电压、电流、储能的监控。b.启停/限定功能：当蓄电池达到限定值时，即停止或开启蓄电池的输入/输出(如：极限充放电模式)，以保持其可靠运行。
6)负荷代理：对用电负荷进行分类、监控负荷数据、切除/并网负荷，同时保持与微电网代理的相互通讯。
初始化这些功能后，通过相应的控制模块就可以对各自所代理的元件进行控制，同时可以通过通讯模块将代理元件的基本信息传输给微电网代理模块。并通过数据储存功能供用户查询此元件的信息。最后用并网模块用来进行与微电网并网/断网控制。
2、微电网代理模块：对于微电网代理模块，其主要功能在于通过接收微电网中的各元件所提供的信息后，综合处理所代理的元件信息并反馈给相应的元件控制策略以保证微电网的安全、稳定、高效的运行。在本发明中以包含光伏发电、燃料电池和蓄电池的微电网为例，讨论微电网的协调控制策略问题。
1)微电网模块的控制目标
对于微电网代理模块来说，首先必须制定微电网整体的控制目标。本发明中提出一种常见的目标，即以可再生能源发电效率最大化为控制目标：
即max∑PG，i     (1)
式中：PG，i为微电网中第i个可再生能源发电元件发电量。
2)微电网模块的约束条件
为了保证微电网元件的安全、稳定的运行，在提出微电网模块的控制目标后应该进行提供相对应的约束条件：
a.电压限制
Vmin≤V(t)i≤Vmax         (2)
式中，V(t)i为t时刻各节点电压，Vmax、Vmin分别为1.05，0.95。
b.功率平衡
∑PG，i＝D+L        (3)
式中，D、L分别为负荷需求和网络损耗。
c.蓄电池储能限制
0≤P(t)s≤Ps，max       (4)
式中，P(t)s为t时刻蓄电池储存量，Ps，max＝4.0
d.蓄电池电流限制
ΔI(t)s≤ΔImax          (5)
式中，ΔI(t)s为t时刻蓄电池电流变化量，ΔImax＝1.25。
e.光伏发电限制
P(t)P≤P(t)P，mppt           (6)
式中，P(t)P为t时刻光伏发电量，P(t)P，mppt为最大功率点跟踪(MaximumPower Point Tracking Mode—MPPT)时发电量。(所有参数都为标么值)
3)微电网代理模块在孤岛运行时的控制策略
微电网代理模块在孤岛运行时的协调控制策略为：微电网代理模块通过元件代理模块提供的初始数据，经过数据处理得出结果后，再判断各自元件(光伏、燃料电池等)的状态，根据判断结果，决定微电网元件的控制模式。
a.若光伏升压、燃料电池非低位运行。则微电网代理模块通讯光伏代理继续以MPPT模式运行，同时通讯燃料电池代理减少供电。
b.若光伏升压、燃料电池低位运行。则微电网代理模块通讯蓄电池代理充电。
c.欠压则通讯蓄电池代理放电，燃料电池代理增加供电，并继续判断光伏供电是否结束，“是”—结束光伏发电，改由燃料电池供电，“否”则光伏发电运行在MPPT模式。
d.光伏升压、燃料电池低位运行，则蓄电池代理继续判断蓄电池充电时是否超越限制，若是，则微电网代理收到蓄电池代理请求后通知光伏代理直接改变为电压限制(VL)模式，否则继续判断蓄电池是否充满，若未充满，则继续保持光伏代理为MPPT模式，若充满，则改变光伏代理的模式为VL模式，直到仅靠光伏发电不能维持电压稳定。
如图5所示，基于多代理的微电网协调控制流程图：
4)微电网代理模块在并网运行时的控制策略
微电网代理模块首先运用并网模块与上级电网并网。并网后，微电网代理模块的协调方案：1.通讯光伏发电一直保持MPPT模式，以保持可再生能源的发电效率最高。2.因直接与主网调节，微电网代理模块将通讯蓄电池代理停止运行。3.微电网代理模块将增加与上级电网代理之间的通讯协调工作。
3、上级电网代理模块
上级代理模块主要是负责多个微电网以及主电网之间的协调调度工作。对于能量调度来说主要可以分为电网稳定运行状态下的协调调度和故障运行状态下的调度。
1)稳态运行时上级电网代理模块的调度情况
稳态运行时，上级电网代理模块综合其下层代理信息后，以多目标优化的思想对电网进行分析，进而对各微电网代理的出力进行协调。这些目标主要包括经济性指标、电能质量指标等。当上级电网代理模块给微电网代理分配了定值后，微电网代理模块就可以通过对元件代理的调度形成对上级电网的有效支撑，如：参与配电网的频率、电压控制、谐波治理等。而不再需要主网对将每个微型电源进行指令干预。
2)发生故障上级电网代理模块的调度情况
并网后发生故障时，由于代理分布式特性，可由相应的代理迅速定位故障点的位置。当故障点在微电网内部时，由微电网代理通过综合各元件代理的信息给出相应调整。当发生在微电网外部时，通过上级电网代理与各微电网代理相互通讯以确定故障的严重程度。如超出自身调节能力，相应的微电网代理可选择与主网断开，进入孤岛运行，这样可以同时保证主网与微电网的安全稳定运行。
基于上述的***，以一天中的9:00-21:00时间段为蓝本，以微电网发电效率最大化为目标，分析经过多代理***协调控制后各元件运行情况。如图6所示，为仿真所需参数图，抛物线状的为光伏发电MMPT曲线，等幅振荡的为负荷曲线。
结果数据分析
1)经过仿真，可得出下面图7的数据图：
微电网中各元件能量变化曲线图如图7所示，相应的控制策略如表1所示。由图7和表1可知，微电网中的各代理在不同的时间段、不同的情况下，都做出了相应的模式调整。操作模式的灵活调度，让微电网在保持安全、稳定运行的同时保持了微电网的最大效率。
表1  协调控制策略原理图
 
时间 操作策略 光伏代理 蓄电池代理 燃料电池代理
9:05-9:55  光伏输出远小于负荷消耗。光伏代理保持MPPT模式以保证发电效率。                       MPPT模式 无操作 减少供电
9:55-10:55 光伏输出急速上升，并超过微电网负荷消耗。微电网代理通讯蓄电池代理储存多余电能并命令燃料电池代理逐渐减少发电。   MPPT模式 充电模式 低输出运行模式
10:55-12:45 光伏输出继续上升，多余电能已经超出蓄电池短时极限充放电的限制。蓄电池代理将限制充电电流的增大并通讯各代理。为避免因过量电能产生的过电压危险，微电网代理将通讯光伏代理将发电模式转为VL模式。       VL模式 极限充电 低输出运行模式
12:45-13:40 光伏最大功率输出与用电负荷之间的差额小于蓄电池短时极限充放电的程度，光伏发电代理重新转为MPPT模式。           MPPT模式 充电模式 低输出运行模式
13:40-14:40 蓄电池充满，其代理将停止充电并通讯各代理。由于光伏输出依旧大于负荷需求，光伏代理将再次被命令转换为VL模式。       VL模式 停止充电 低输出运行模式
14:40-15:10 光伏输出急速减弱且不能保证负荷需求。因此，微电网代理将通讯光伏代理转为MPPT模式，同时通知蓄电池代理提供电能。 MPPT模式 放电模式 低输出运行模式
15:10-15:45  光伏输出的电能重新大于负荷消耗，蓄电池代理再次被通讯储存电能。                     MPPT模式 充电模式 低输出运行模式          
15:45-17:15 日照强度迅速变小致使光伏输出小于负荷消耗，微电网代理将通知蓄电池代理提高蓄电池放电电流                       MPPT模式 放电模式 低输出运行模式
17:15-17:45 光伏发电迅速减少到0，单靠蓄电池已不能满足用电需求，此时，微电网代理将通讯燃料电池增加电能的输出。             MPPT模式 极限放电 增大供电
17:45-19:50 光伏停止发电，微电网代理将控制蓄电池代理(保持极限放电状态)和燃料电池代理提供足够的电能。                       停止发电 极限放电 增大供电
19:50— 在此期间蓄电池电完毕，整个微 停止发电 停止供电 完全供电
 
电网的负荷消耗完全由燃料电池提供。                  
2)微电网节点电压曲线
如图8所示，从图中可以看出在多代理***灵活调度的情况下，微电网各节点电压都控制在可接受范围内。
3)蓄电池充放电电流图
如图9所示，可以看出由于蓄电池充放电限制的存在以及蓄电池电流的不停变换，让蓄电池在保持自身安全稳定运行的同时对微电网的能量控制也进行有效的补充和调节。

Claims (6)

1.一种基于多代理技术的微电网协调控制***，其特征在于包括：元件代理模块、微电网代理模块、上级电网代理模块，所述元件代理模块、微电网代理模块、上级电网代理模块分成三层进行协调控制，其中：
元件代理模块独立控制微网中各底层元件运行，实现直接的分布式能源的控制、发电控制、储能元件的控制和一些负荷的控制；
微电网代理模块针对微电网内部的调度运行，对代理进行管理，包括接受元件代理信息、根据微电网运行状况及调整策略为其提供相应的控制策略；
上级电网代理模块负责电力市场以及各代理间的协调调度，并综合微电网代理信息做出重大决策，微电网代理模块与上级电网代理模块之间通过通讯协调解决各代理之间的任务划分和共享资源的分配；各代理模块之间还保持数据通讯以更好的保证各自决策的合理性；
元件代理模块控制微电网中的各个元件，并把所控制元件的运行状况提供给微电网代理模块，微电网代理模块接收到元件代理模块的信息后，对元件代理模块提供控制策略，元件代理模块接收控制信息后自行改变对应控制元件的运行状态，微电网代理模块将各自微电网的运行状况提供给上级电网代理模块，由上级电网代理模块进行初步的数据处理后通过信息处理***统一格式传给预估环节；与此同时，各微电网代理模块也把各自电网的运行状态直接提交给预估环节，预估环节通过模型预测后把每个微电网的控制策略提交给相对应的微电网代理模块，在微电网代理模块改变微电网运行状态后，上级电网代理模块与微电网代理模块再一次把运行状态提交给预估环节以进行进一步的调整。
2.根据权利要求1所述的基于多代理技术的微电网协调控制***，其特征是，所述的元件代理模块包括第一并网代理模块、第一数据处理模块、第一数据传输模块、第一数据储存模块、内部控制模块，其中：第一并网代理模块负责控制元件对微电网的并网和断网功能，其接收第一数据传输模块或者微电网代理模块所提供的并网和断网信息，并以微电网代理模块传输的并网命令为高优先级，第一数据传输模块传输的并网命令为低优先级进行并网；第一数据处理模块和第一数据储存模块负责对所代理的元件进行数据的处理、储存，从而将元件的运行状态进行及时的处理和更新，第一数据传输模块负责将元件运行状态信息传输给微电网代理模块并接收微电网代理模块的命令；内部控制模块是具体的元件控制程序，输入相应的控制程序从而控制不同的元件运行，保证单个元件代理所控制的元件安全稳定运行，其只接收第一数据处理模块所传递的命令。
3.根据权利要求1所述的基于多代理技术的微电网协调控制***，其特征是，所述的元件代理模块对外界有抗干扰能力，能对外界微小的变化做出相应的调整，并且这一过程不需要微电网代理模块的干涉。
4.根据权利要求1所述的基于多代理技术的微电网协调控制***，其特征是，所述微电网代理模块包括第二并网代理模块、第二数据处理模块、第二数据传输模块、第二数据储存模块，其中：第二并网代理模块负责所控制微电网对上级电网的并网和断网功能，其接收第二数据传输模块或者上级电网代理模块所提供的并网和断网信息，并以上级电网代理模块传输的并网命令为高优先级，第二数据传输模块传输的并网命令为低优先级进行并网；第二数据处理模块在断网时负责处理元件代理模块所提供的信息，并根据数据处理的结果通过第二数据传输模块为对应的元件代理提供相应的控制策略；在并网时第二数据处理模块将增加与上级电网代理模块的联系，接收元件代理模块与上级电网代理模块中通讯模块所传输的数据，并根据数据处理的结果通过第二数据传输模块为对应的元件代理提供相应的控制策略，同时通过第二数据传输模块将微电网的运行状态再次通讯给上级电网代理模块从而进行进一步的协调控制；第二数据储存模块储存第二数据处理模块的结果，以供别的代理模块进行查询。
5.根据权利要求1所述的基于多代理技术的微电网协调控制***，其特征是：所述的上级电网代理模块包括第三数据处理模块、第三数据传输模块、第三数据储存模块，其中第三数据处理模块负责将多个微电网代理模块所传输过来的数据进行综合处理，在保证电网稳定性的情况下，按照多目标优化理论计算分配调节量并判断能量控制策略是否可行，如可行则通过第三数据传输模块对微电网代理模块发出指令，不可行则重新让各微电网代理模块提供修改后的运行目录；第三数据储存模块负责储存各微电网代理模块传输的数据以及第三数据处理模块处理后的控制策略数据，以供微电网代理模块和管理员进行查询。
6.根据权利要求1所述的基于多代理技术的微电网协调控制***，其特征是，所述元件代理模块、微电网代理模块、上级电网代理模块之间的联系通过通讯实现，其通信方式包括以下两种：
第一种，联邦***通讯与广播通讯相结合：首先，各代理模块动态地加入联邦体，接受联邦体提供的服务，这些服务包括接受代理模块加入、记录加入代理模块的能力、任务和级别、提供通信服务、对代理提出的请求提供响应；其次，利用广播机制把消息发给每个代理模块或一个组，通常发送者要指定唯一的地址，唯有符合该条件的代理才能够读取这个消息；
第二种，黑板***：黑板是一个代理写入消息、公布结果并获取信息的全局数据库，它按照所研究的代理问题划分为几个层次，工作于相同层次的代理能够访问相应的黑板层以及邻近的层次，所有必要的信息都能张贴在黑板上供所有的代理检索。
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