基于多智能体协同算法的智能电网分布式调度与优化
发布时间：2022-12-17 22:51
随着可再生能源、分布式发电、需求响应等的持续集成,电网的规模迅速扩大,进一步被划分为不同实体所控制的区域电网,而不受单一实体控制,导致传统集中式的电力系统在组织和运行方式上面临诸多挑战。另一方面,信息通信技术、优化和控制理论的发展为电网提供了更新换代的可能,智能电网的概念应运而生。在智能电网背景下,负荷分配、机组组合、最优潮流等调度问题重新吸引了广泛的研究兴趣。当前的研究工作不仅关注电网中的新因素如分布式发电和需求响应等,还关注改进建模方法和设计分布式调度算法。具体地,1)对于负荷分配问题,已有工作主要在不损失问题凸性的前提下附加考虑新的因素,并设计分布式调度算法,但缺乏对非凸负荷分配以及模型不精确情况的研究;2)对于机组组合问题,已有工作主要研究如何改进问题模型,而对问题的求解仍然以集中式算法为主,较少研究如何设计分布式机组组合调度算法;3)对于最优潮流问题,已有工作主要在计算空间上探讨问题的分解和分布式求解,导致实际应用中存在不符合实际电网特点的情况。针对当前研究工作中的不足之处,本文考虑成本函数非凸情况、模型不精确情况、电网中微电网的特性等,基于多智能体协同算法,对负荷分配、机组...
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
1.1 智能电网及相关领域的研究背景
1.1.1 智能电网的研究背景
1.1.2 相关领域的研究背景
1.2 智能电网中经济调度的研究现状
1.2.1 负荷分配调度问题
1.2.2 机组组合调度问题
1.2.3 最优潮流调度问题
1.3 主要内容及章节安排
1.3.1 当前研究趋势与不足
1.3.2 研究内容及章节安排
第2章 基础概念与基本理论
2.1 代数图论基础
2.1.1 图的基本概念
2.1.2 图的矩阵表示
2.2 多智能体系统一致性算法
2.2.1 基本概念
2.2.2 若干相关定理
2.3 非线性优化基础
2.3.1 问题与求解
2.3.2 若干相关定理
第3章 考虑阀点效应的分布式负荷分配调度
3.1 引言
3.2 问题建模
3.2.1 阀点效应处理
3.2.2 负荷分配建模
3.3 基于多智能体的负荷分配调度系统
3.3.1 调度系统描述
3.3.2 拓扑发现算法
3.4 多智能体分布式模式搜索调度算法
3.4.1 集中式模式搜索算法介绍
3.4.2 分布式模式搜索算法设计
3.5 收敛性分析
3.6 仿真评估
3.6.1 算例1:30节点网络
3.6.2 算例2:4发电单元系统
3.6.3 算例3:13发电单元系统
3.7 本章小结
第4章 基于强化学习的分布式经济调度
4.1 引言
4.2 问题建模
4.2.1 负荷分配模型
4.2.2 机组组合模型
4.2.3 经济调度问题建模
4.3 基于强化学习的经济调度算法
4.3.1 集中式强化学习调度算法
4.3.2 分布式强化学习调度算法
4.4 收敛性分析
4.5 仿真评估
4.5.1 算例1:有限时间调度
4.5.2 算例2:集中式调度算法的探索与利用
4.5.3 算例3:分布式调度算法的探索与利用
4.5.4 算例4:调度算法仿真对比
4.5.5 算例5:利用旋转备用应对预测误差
4.6 本章小结
第5章 考虑碳排放的微电网闭环经济调度
5.1 引言
5.2 问题建模
5.2.1 微电网环境
5.2.2 碳排放交易
5.2.3 经济调度问题建模
5.3 等价系统的问题建模
5.3.1 模型分解
5.3.2 等价混杂系统建模
5.3.3 等价性分析
5.4 微电网的闭环经济调度算法
5.4.1 理论推导
5.4.2 算法设计
5.5 仿真评估
5.5.1 评估1:闭环最优性
5.5.2 评估2:碳排放影响
5.6 本章小结
第6章 耦合微电网的分布式最优潮流调度
6.1 引言
6.2 问题建模
6.2.1 独立微电网模型
6.2.2 耦合微电网模型
6.2.3 最优潮流问题建模
6.3 耦合微电网的协同调度算法
6.3.1 问题分解
6.3.2 分布式协同最优潮流调度算法
6.3.3 算法讨论
6.4 仿真评估
6.4.1 测试系统描述
6.4.2 收敛性评估
6.4.3 一致性评估
6.4.4 最优性评估
6.4.5 协同最优潮流调度的优势
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3720805
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第1章 绪论
1.1 智能电网及相关领域的研究背景
1.1.1 智能电网的研究背景
1.1.2 相关领域的研究背景
1.2 智能电网中经济调度的研究现状
1.2.1 负荷分配调度问题
1.2.2 机组组合调度问题
1.2.3 最优潮流调度问题
1.3 主要内容及章节安排
1.3.1 当前研究趋势与不足
1.3.2 研究内容及章节安排
第2章 基础概念与基本理论
2.1 代数图论基础
2.1.1 图的基本概念
2.1.2 图的矩阵表示
2.2 多智能体系统一致性算法
2.2.1 基本概念
2.2.2 若干相关定理
2.3 非线性优化基础
2.3.1 问题与求解
2.3.2 若干相关定理
第3章 考虑阀点效应的分布式负荷分配调度
3.1 引言
3.2 问题建模
3.2.1 阀点效应处理
3.2.2 负荷分配建模
3.3 基于多智能体的负荷分配调度系统
3.3.1 调度系统描述
3.3.2 拓扑发现算法
3.4 多智能体分布式模式搜索调度算法
3.4.1 集中式模式搜索算法介绍
3.4.2 分布式模式搜索算法设计
3.5 收敛性分析
3.6 仿真评估
3.6.1 算例1:30节点网络
3.6.2 算例2:4发电单元系统
3.6.3 算例3:13发电单元系统
3.7 本章小结
第4章 基于强化学习的分布式经济调度
4.1 引言
4.2 问题建模
4.2.1 负荷分配模型
4.2.2 机组组合模型
4.2.3 经济调度问题建模
4.3 基于强化学习的经济调度算法
4.3.1 集中式强化学习调度算法
4.3.2 分布式强化学习调度算法
4.4 收敛性分析
4.5 仿真评估
4.5.1 算例1:有限时间调度
4.5.2 算例2:集中式调度算法的探索与利用
4.5.3 算例3:分布式调度算法的探索与利用
4.5.4 算例4:调度算法仿真对比
4.5.5 算例5:利用旋转备用应对预测误差
4.6 本章小结
第5章 考虑碳排放的微电网闭环经济调度
5.1 引言
5.2 问题建模
5.2.1 微电网环境
5.2.2 碳排放交易
5.2.3 经济调度问题建模
5.3 等价系统的问题建模
5.3.1 模型分解
5.3.2 等价混杂系统建模
5.3.3 等价性分析
5.4 微电网的闭环经济调度算法
5.4.1 理论推导
5.4.2 算法设计
5.5 仿真评估
5.5.1 评估1:闭环最优性
5.5.2 评估2:碳排放影响
5.6 本章小结
第6章 耦合微电网的分布式最优潮流调度
6.1 引言
6.2 问题建模
6.2.1 独立微电网模型
6.2.2 耦合微电网模型
6.2.3 最优潮流问题建模
6.3 耦合微电网的协同调度算法
6.3.1 问题分解
6.3.2 分布式协同最优潮流调度算法
6.3.3 算法讨论
6.4 仿真评估
6.4.1 测试系统描述
6.4.2 收敛性评估
6.4.3 一致性评估
6.4.4 最优性评估
6.4.5 协同最优潮流调度的优势
6.5 本章小结
第7章 总结与展望
7.1 全文总结
7.2 研究展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果
本文编号：3720805
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