面向集中式可再生能源的电力系统建模及仿真研究

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1、面向集中式可再生能源的电力系统建模及仿真研究ResearchonModelingandSimulationofPowerSystemBasedonCentralizedRenewableEnergies学科专业：电气工程作者姓名：李俊指导教师：刘迎澍副教授天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十一月摘要能源互联网作为未来电力系统的发展方向和可再生能源开发利用的有效途径正在引起广泛的关注和研究。本文重点研究了能源互联网背景下能量的协调与优化问题，提出了能源互联网的多Agent系统分层递阶控制方案，借助Agent的自治性和协作性完成对能源互联

2、网组成要素的协调与控制，实现了能源互联网广域能量调度与最优化运行的目标。本文主要完成了如下工作：（1）设计了一种基于能量路由器的能源互联网模型，该模型采用分层分级式架构，由输电层、配电层和微电网层构成，层与层之间、同一层不同能源子网络之间均通过能量路由器进行连接。（2）从Agent的定义、多Agent系统的结构、通信与协作四个方面详细分析了多Agent系统的基本理论。对于仿真用到的多Agent系统开发平台—JADE，从其体系结构、图形工具、软件包和通信模式四个方面进行了介绍。（3）针对集中式可再生能源接入较多的输电层与配电层，提出了多Agen

3、t系统分层递阶控制方案，该方案将能源互联网中各级能量路由器和集中式发电电源作为服从整体调度的Agent，并选择FIPA合同网交互协议作为多Agent系统的协作方法，设计了各Agent的主要功能，借助各Agent所具有的分散控制和协同处理能力完成对能源互联网全局目标或特定目标的协作求解。（4）将欧洲北海电网作为多Agent系统分层递阶控制方案的应用场景，利用JADE平台搭建了北海电网多Agent系统的仿真模型，完成了对能源互联网多Agent系统控制方案的检验。研究结果表明：能源互联网的多Agent系统分层递阶控制方案兼具集中式控制与分布式控制的

4、优点，在完成能源互联网能量全局优化任务的同时，能够很好地对集中式发电单元进行调度，进而实现集中式可再生能源合理利用的目标。关键词：能源互联网，能量路由器，多Agent系统，分层递阶控制，能量协调优化，JADEIABSTRACTEnergyInternet,asthedevelopmentdirectionofthefuturepowersystemandtheeffectivewayofrenewableenergyexploitationandutilization,isattractingextensiveattentionandrese

5、arch.ThispaperfocusesonenergycoordinationandoptimizationofEnergyInternetandahierarchicalcontrolschemeofmulti-agentsystemisproposed.WiththeautonomyandcollaborationofAgent,thecoordinatedcontrolofthecomponentsofEnergyInternet,andthegoalofwideareaenergydispatchingandoptimaloper

6、ationofEnergyInternetarerealized.Thispapermainlycompletedthefollowingwork:(1)AnEnergyRouterbasedEnergyInternetmodel,whichhasahierarchicalarchitectureandiscomposedoftransmissionlayer,distributionlayerandmicrogridlayer,isdesigned.Inthismodel,twolayers,andalsothedifferentenerg

7、ysubnetworksofsamelayer,areconnectedthroughtheEnergyRouter.(2)Thebasictheoryofmulti-agentsystemisanalyzedindetailfromthedefinitionofAgent,structure,communicationandcooperationofmulti-agentsystem.Forthemulti-agentsystemdevelopmentplatform—JADE,thearchitecture,graphicstools,s

8、oftwarepackageandcommunicationmodearealsointroduced.(3)Aimatthetransmissionlayeran