基于多代理技术的主动配电网故障自愈系统研究

发布时间：2017-08-17 06:10

  本文关键词：基于多代理技术的主动配电网故障自愈系统研究

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【摘要】：随着电力系统的涵义日益丰富,传统电网的安全性、环保性以及可靠性已不能满足智能电网的需求。如分布式能源(Distributed Energy Resourse DER)大规模简单并网,将对系统稳定运行、电能质量等造成不利影响。针对配电网故障的高发性,电网智能化的发展趋势对电力系统故障自愈以及恢复供电方式提出了新的要求。研究DER变流器控制策略可以让并网运行更加流畅、更灵活。此外,多代理技术(multi-agent technology)涉猎在各个行业。结合变流器的灵活并网形式以及多代理技术实现智能化恢复供电也将成为新的发展趋势。传统电网故障采取切断电源等待检修的方式,将严重损耗人力物力财力。随着智能电网的发展,CIGRE6.11工作组提出的主动配电网(Active Distribution Network,ADN)是智能电网的高级形式,故障自愈是其基本特征。为了利用分布式能源恢复供电,本文首先研究了ADN自治区域的划分,然后建立了自治区中分布式能源三相变流器的数学模型,同时对其采用下垂控制并设计了相关控制器参数。基于多代理技术在电力工程应用的攀升,本文接着研究了多代理系统(multi-agent system)MAS的特性功能以及其通信语言。针对所采取的ADN架构,本文通过在自治区域每一个原件上部署代理,构建了完全分布式的供电自恢复MAS。文中,将恢复供电过程分为故障定位,选择执行方案与执行三个步骤,并分析了MAS恢复供电全过程。为了实现不同厂家设备的智能化、互操作、可配置,研究了MAS与IEC 61850的映射,实现了MAS的分布式控制特点与IEC 61850信息模型相融合。然后,分析了DER并网对ADN的影响。同时,结合ADN恢复供电对线路容量、恢复负荷优先级以及DER的运行方式和控制策略等因素,分析了ADN的故障优化模型。优化模型中构建了供电恢复的目标函数和约束条件。在此基础上,针对馈线上的三相接地故障,设计了ADN的故障自恢复方案,并对故障恢复过程进行了分析。恢复方案采用了基于IEC 61850的ADN故障自恢复MAS。最后,设计了两个实验进行了理论分析的验证。MATLAB仿真实验:在MATLAB中搭建ADN模型,同时在MATLAB中进行了故障自恢复仿真;多代理系统设计实验:利用JAVA语言进行编程,在JADE平台设计了ADN故障自恢复MAS,并针对三相接地故障在JADE平台上仿真了故障自恢复实验,实现了故障恢复在代理间的信息交互。仿真结果显示,提出的MAS实现了不同厂家设备间的互操作,能快速有效的实现故障定位、隔离与供电恢复,从而提高了ADN供电可靠性和安全性。
【关键词】：主动配电网 多代理技术 IEC 61850 供电恢复 分布式能源
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的背景与意义9-11
• 1.1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.2 配电网故障恢复10-11
• 1.2 研究现状11-14
• 1.2.1 电网故障自恢复研究现状11-12
• 1.2.2 多代理技术在电力系统中的应用12
• 1.2.3 多代理技术与IEC 61850的结合应用12-13
• 1.2.4 分布式能源逆变器的控制策略13-14
• 1.3 课题来源与本文主要工作14-16
• 第2章 主动配电网架构及其分布式能源控制策略16-25
• 2.1 主动配电网(ADN)16-18
• 2.1.1 ADN概念的提出16-17
• 2.1.2 ADN的特征17-18
• 2.1.3 ADN中自治区域的划分18
• 2.2 ADN中变流器的下垂控制策略18-24
• 2.3 本章小结24-25
• 第3章 主动配电网故障恢复多代理系统研究25-34
• 3.1 基于MAS的ADN自治区域互联结构25-26
• 3.2 多代理技术研究26-29
• 3.2.1 代理的特性和功能27
• 3.2.2 FIPA标准体系结构27-29
• 3.3 基于MAS的ADN功能模型29-31
• 3.4 基于IEC 61850的ADN信息模型以及与MAS的兼容31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 主动配电网供电自恢复方案34-41
• 4.1 分布式电源接入对配电网的影响34
• 4.2 ADN故障自恢复优化模型34-36
• 4.2.1 目标函数35
• 4.2.2 约束条件35-36
• 4.3 故障自恢复方案设计36-38
• 4.4 故障自恢复过程38-40
• 4.4.1 故障定位与隔离38
• 4.4.2 确定供电恢复方案38-39
• 4.4.3 供电恢复执行39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 主动配电网供电自恢复MAS设计实现41-61
• 5.1 基于MATLAB的ADN故障自恢复仿真41-48
• 5.1.1 基于下垂控制的ADN逆变器运行研究41-42
• 5.1.2 ADN运行模式控制的仿真分析42-43
• 5.1.3 含DER的ADN恢复供电仿真43-47
• 5.1.4 基于MATAB的ADN恢复供电仿真47-48
• 5.2 基于JADE的ADN故障自恢复多代理系统48-60
• 5.2.1 基于JADE的主动配电网MAS设计方案48
• 5.2.2 ADN故障自恢复MAS的JADE实验平台48-52
• 5.2.3 ADN供电自恢复MAS仿真实验52-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第6章 总结与展望61-63
• 6.1 本文工作总结61
• 6.2 下一步研究方向61-63
• 参考文献63-67
• 致谢67-68
• 个人简历、攻读学位期间发表学术论文及研究成果68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张纯;陈民铀;王振存;;微网运行模式平滑切换的控制策略研究[J];电力系统保护与控制;2011年20期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张宇飞;模拟电路多软故障特征的智能优化提取方法研究[D];哈尔滨理工大学;2014年

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本文编号：687439