基于智能多代理的能量协调控制在直流微网中的应用

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1、第33卷第7期电力自动化设备Vol．33No．72013年7月ElectricPowerAutomationEquipmentJul.2013基于智能多代理的能量协调控制在直流微网中的应用王晶112，李瑞环，束洪春（1.浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310014；2.昆明理工大学电力工程学院，云南昆明650051）摘要：提出一种基于智能多代理技术的能量协调控制方法，用于直流微网的能量管理与电压控制。对直流微网的架构进行设计，实现对光伏电池、燃料电池及蓄电池的数学建模。设计了一个2层的智能多代理系统，对直流微网的并网、解

2、列，以及光伏电池、燃料电池、负荷及蓄电池的能量管理进行协调控制。从微源和负荷各种状态中提取了8个特征量及13种不同动作作为神经网络的输入和输出参数，训练并实现了控制中心Agent的决策器。通过MATLAB／Simulink仿真对光照变化、并网时负荷增加后断网及孤岛时负荷增加后并网这3种算例进行分析，验证了该智能多代理能量协调控制策略的可行性。关键词：多代理系统；直流微网；神经网络；能量管理；协调控制；电压控制中图分类号：TM731文献标识码：ADOI：10.3969／j.issn.1006-6047.2013.07.023

3、0引言运行状态，并设计了相应的控制策略，使微网达到功率平衡；文献［16］提出了电压分层协调控制策近年来，微网（microgrid）成为研究热点。但微网略，根据电压的变化量采用不同的控制策略，以保存在微源布址分散、控制信息多样、控制方式多变证功率平衡。等特点，使得交流微网与主网并网、孤岛及无缝切多代理系统MAS（MultiAgentSystem）具有良换的实现需要解决分布式电源的复杂控制，并受频好的自主性和启发性，适合微网分散而复杂的控制。率、相位的约束；此外，交流微网还存在线路损耗较文献［17］建立了由微网控制代理、局部控

4、制代理、大等问题［1］。相反，直流微网在各种运行模式下，不分布式能源代理及负荷代理构成的多代理系统，能存在与主网同步的问题，大幅降低了控制要求，而够快速高效地恢复微网频率；文献［18］在提出的多且能节约电力电子器件，减少线路损耗及系统成本，代理系统中设计了公共通信接口实现Agent之间的并能更好地利用具有直流特性的分布式电源［1-2］。通信，完成微网的能量控制；文献［19］构建的多代因此，直流微网逐渐受到重视。2007年美国弗吉尼理系统由分布式电源层、微网层及配网层组成，能通亚理工大学提出了SBI（SustainableB

5、uildingInitiative）过实现并网运行、孤岛运行、并网操作等5种情况下计划，准备向未来楼宇直流供电［3］；2011年韩国建的控制策略对微网进行管理。立了直流微网供电系统，将对直流电分配等问题进本文针对直流微网提出了一种2层的多代理行研究［4］；2013年日本SAKURAInternet公司正式控制系统，其中上层为控制中心Agent，下层包括光在数据中心启动了采用直流供电系统的服务器机伏电池Agent、燃料电池Agent、负荷Agent及蓄电柜，估算每年能削减电费2700万日元［5］；欧洲的超池Agent；之后，

6、训练了一个8输入8输出的神经网级智能电网计划也提出了以直流输电网为骨干的络作为控制中心Agent的决策器，该神经网络能输输电模式，并预期在2020年左右将北海地区的风电出13种控制命令实现对微网的管理；最后，通过场以直流形式并网［6］。MATLAB对光照变化、并网时负荷增加后断网及孤目前，关于直流微网的理论研究主要集中在保岛时负荷增加后并网这3种算例进行仿真，仿真结护［7-9］［10-12］、电力电子接口电路、能量管理与电压控果表明该控制系统能够实现微源和负荷的协调控制［13-16］等方面。其中，文献［13］提出了一种通过

7、控制，并维持直流母线电压的稳定。制热电联产系统运行数量的方法，保证功率平衡，1直流微网模型维持电压稳定；文献［14］通过光伏阵列控制器、燃料电池控制器、超级电容控制器及中央控制器的合本文构建的直流微网结构如图1所示，由光伏作稳定了直流母线电压；文献［15］提出微网的3种电池、燃料电池、蓄电池、直流负荷和交流负荷组成，通过DC／AC逆变器与电网相连，可并网运行，收稿日期：2013-04-10；修回日期：2013－05－31也可孤岛运行。直流母线电压额定值设定为350V［20］基金项目：国家自然科学基金主任基金项目（51147

8、010）；国家自然。科学基金青年基金项目（51207139）负荷按重要程度分为一级负荷、二级负荷和三级负ProjectsupportedbyChinaNaturalScienceFoundationDirector荷。其中，一级负荷不可间断供电，二级负荷可以短Fund（51147010）andChina