基于多智能体一致性协同理论的智能配电网自动发电控制方法

发布时间：2017-09-19 22:52

  本文关键词：基于多智能体一致性协同理论的智能配电网自动发电控制方法

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【摘要】：随着小规模、低碳、非传统的可再生能源开发利用,并以分布式电源的形式并入低压配电网,传统电网正从电力单向传输的无源被动配电网向电力双向传播的有源主动配电网转变。灵活智能的控制系统和先进的配电技术是安全、高效利用可再生分布式能源清洁电力的基础,智能配电网建设势在必行。本文首先分析了国内外智能配电网和智能电网自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)研究现状,并对多智能体一致性算法在智能配电网AGC中的应用进行了分析和展望。接着,对常见分布式电源的发电原理、结构和数学模型进行了研究分析,探讨了分布式电源接入配电网的可行方式和并网原则,并参照国内外微电网示范工程,结合分布式电源的特点,对几种典型的微电网组网方式进行了研究,并给出了相应评价指标,在此基础上建立了包含多个微电网互联的智能配电网自动发电控制物理/信息模型,并搭建了相应的负荷频率控制(Load Frequency Control,LFC)模型。然后,文章通过分析在大量分布式电源接入情况下实现配电网有功调度和频率自治的需求,探讨了智能配电网自动发电调度与控制应具备的关键技术,其中,精确的预测技术和完善的功率预测体系,安全、高速的双向通信系统,高效的需求侧管理技术,以及新一代智能发电控制技术是实现配电网智能化发电调度与控制的重要技术基础。随后,提出了一种智能配电网分散自治框架和一种智能配电网AGC功率优化分配算法——基于等微增率一致性的AGC协同控制算法,并首次设计了一种虚拟一致性变量(Virtual Consensus Variable),解决了一致性算法在AGC功率分配过程中遇到机组越限而不得不更新拓扑的难题,实现了AGC机组的即插即用,并提出了一种变收敛系数ε的方法,以提高一致性算法的收敛速度。最后,研究了非理想通信环境下一致性协同控制算法的鲁棒性,探讨了增益函数对通信时延和噪声的影响,并对存在通信丢包和通信故障时一致性协同控制算法收敛鲁棒性进行了仿真研究。
【关键词】：智能配电网 自动发电控制 一致性协同 分散自治
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM73;TM76
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 背景和意义10
• 1.2 智能配电网研究现状10-12
• 1.3 智能电网AGC研究现状12-13
• 1.4 多智能体一致性算法研究现状13-14
• 1.5 主要研究内容和完成工作14-16
• 第二章 含多个微电网的智能配电网模型16-31
• 2.1 分布式电源模型16-21
• 2.1.1 风力发电16-17
• 2.1.2 光伏发电17-18
• 2.1.3 微型燃气轮机18-19
• 2.1.4 微型水电19
• 2.1.5 燃料电池19-20
• 2.1.6 储能装置20-21
• 2.2 分布式电源接入方式21-25
• 2.2.1 直接接入21-22
• 2.2.2 微电网集成接入22
• 2.2.3 虚拟发电厂接入22-25
• 2.3 微电网组网方式及评价指标25-27
• 2.3.1 微电网常见组网方式25-27
• 2.3.2 微电网评价指标27
• 2.4 含多个微电网互联的智能配电网自动发电控制物理/信息模型27-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 智能配电网自动发电调度与控制关键技术31-39
• 3.1 预测技术31-33
• 3.1.1 风光发电功率预测31-32
• 3.1.2 负荷预测32-33
• 3.1.3 功率预测体系33
• 3.2 通信技术33-35
• 3.2.1 智能配电网对通信系统的要求33-34
• 3.2.2 常用通信方式34-35
• 3.3 需求侧管理技术35-36
• 3.4 智能发电调度与控制技术36-38
• 3.4.1 智能配电网有功调度框架36-37
• 3.4.2 智能发电控制37-38
• 3.5 本章小结38-39
• 第四章 基于等微增率一致性算法的AGC协同控制39-53
• 4.1 一致性算法39-40
• 4.1.1 图论基本知识39
• 4.1.2 离散系统一阶一致性39-40
• 4.2 智能配电网分散自治框架40-41
• 4.3 智能配电网AGC功率分配模型41
• 4.4 等微增率一致性算法41-45
• 4.4.1 算法描述41-42
• 4.4.2 虚拟一致性变量42-43
• 4.4.3 收敛系数 ε 分析43-44
• 4.4.4 算法流程图44-45
• 4.5 仿真算例45-52
• 4.5.1 仿真模型45
• 4.5.2 一致性算法收敛特性研究45-47
• 4.5.3 考虑机组“即插即用”的仿真研究47-49
• 4.5.4 考虑随机扰动的全天仿真研究49-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第五章 非理想通信环境下一致性算法鲁棒性研究53-62
• 5.1 引入增益函数的一致性算法53-54
• 5.2 考虑通信时延的方针研究54-56
• 5.3 考虑通信噪声的仿真研究56-57
• 5.4 增益函数对通信时延和噪声的影响57-59
• 5.5 考虑通讯丢包的仿真研究59-60
• 5.6 考虑通讯和智能体故障的仿真研究60-61
• 5.7 本章小结61-62
• 总结与展望62-64
• 参考文献64-70
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果70-71
• 致谢71-72
• 答辩委员会对论文的评定意见72

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本文编号：884399