基于多代理系統(tǒng)的微電網(wǎng)能量管理策略的研究.pdf

1、隨著全球能源危機(jī)與環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，可再生能源發(fā)電如風(fēng)能、光伏發(fā)電等發(fā)電備受關(guān)注。而分布式電源直接并入大電網(wǎng)，通常情況下會(huì)引發(fā)一系列安全穩(wěn)定性問題。為了解決上述問題，充分利用可再生能源發(fā)電，微電網(wǎng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。微電網(wǎng)是由多種分布式電源、儲(chǔ)能和負(fù)荷組成的獨(dú)立可控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)模式與孤島模式間靈活切換。若對(duì)微電網(wǎng)能量進(jìn)行管理，能有效提高其供電的可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，因此微電網(wǎng)能量管理策略是微電網(wǎng)研究領(lǐng)域的核心問題之一。本文針對(duì)微電

2、網(wǎng)能量管理策略的相關(guān)問題進(jìn)行研究，主要進(jìn)行以下研究工作：
　　(1)研究基于負(fù)荷和可再生能源發(fā)電預(yù)測(cè)的日前微電網(wǎng)能量管理策略。首先，構(gòu)建微電網(wǎng)兩層多代理系統(tǒng)模型。其次，根據(jù)啟動(dòng)費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用、燃料費(fèi)用和排放污染氣體費(fèi)用研究建立微電網(wǎng)的多目標(biāo)函數(shù)，提出利用動(dòng)態(tài)分段調(diào)整罰函數(shù)法，使有約束優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為無約束優(yōu)化問題，并采用二元對(duì)比法確定目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重系數(shù)，使權(quán)重系數(shù)的選取更加科學(xué)。然后，構(gòu)建日前負(fù)荷、風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)

3、模型，用粒子群算法對(duì)預(yù)測(cè)模型參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu)，進(jìn)而得到預(yù)測(cè)結(jié)果。最后，根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，分別采用中心引力算法和改進(jìn)粒子群算法優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，求解微電網(wǎng)分布式電源輸出功率的最優(yōu)分派。仿真驗(yàn)證了能量管理策略的有效性。
　　(2)研究基于博弈論的微電網(wǎng)分布式電源在電力市場(chǎng)中的競(jìng)價(jià)策略。首先，構(gòu)建了微電網(wǎng)電力市場(chǎng)交易的兩層多代理系統(tǒng)模型。其次，分別以微電網(wǎng)購(gòu)電最小和分布式電源售電利益最大為目標(biāo)函數(shù)，研究建立市場(chǎng)交易兩層優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，該數(shù)學(xué)模型屬于

4、非線性非凸最優(yōu)化問題，運(yùn)用二進(jìn)制拓展法將其轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性優(yōu)化問題。然后，建立以最大市場(chǎng)統(tǒng)一出清價(jià)為目標(biāo)的輔助函數(shù)，求取納什均衡唯一解，以獲得分布式電源最佳中標(biāo)電量和最大市場(chǎng)出清價(jià)。通過對(duì)合作博弈和非合作博弈的中標(biāo)電量和售電利益的結(jié)果比較分析，證明分布式能源競(jìng)價(jià)策略的有效性。
　　(3)研究基于多時(shí)間尺度的多微電網(wǎng)能量管理策略。首先，構(gòu)建在并網(wǎng)運(yùn)行下微電網(wǎng)的三層多代理系統(tǒng)模型。其次，根據(jù)微電網(wǎng)發(fā)電成本建立競(jìng)標(biāo)成本函數(shù)，通過納什均

5、衡求解出競(jìng)價(jià)微電網(wǎng)的競(jìng)標(biāo)電量和電價(jià)期望值。再次，在日前和實(shí)時(shí)兩種時(shí)間尺度下，分別構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)和約束條件，制定日計(jì)劃和實(shí)時(shí)計(jì)劃，日計(jì)劃可以為實(shí)時(shí)計(jì)劃提供機(jī)組啟停計(jì)劃和日機(jī)組出力計(jì)劃，兩個(gè)時(shí)間尺度計(jì)劃各施其職，上下級(jí)之間相互協(xié)調(diào)，并且建立需求側(cè)目標(biāo)函數(shù)，根據(jù)實(shí)時(shí)電價(jià)對(duì)負(fù)荷進(jìn)行了調(diào)整。然后，運(yùn)用建立負(fù)荷和風(fēng)力發(fā)電混沌預(yù)測(cè)模型，采用李雅普諾夫指數(shù)作為預(yù)測(cè)指標(biāo)，對(duì)負(fù)荷和風(fēng)力發(fā)電發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)。最后，根據(jù)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，采用中心引力優(yōu)化算法對(duì)微電網(wǎng)的輸出