基于多代理系統(tǒng)的微電網(wǎng)能量管理策略的研究.pdf

1、隨著全球能源危機與環(huán)境問題的日益嚴重，可再生能源發(fā)電如風能、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)運而生。微電網(wǎng)是由多種分布式電源、儲能和負荷組成的獨立可控系統(tǒng)，可以實現(xiàn)并網(wǎng)模式與孤島模式間靈活切換。若對微電網(wǎng)能量進行管理，能有效提高其供電的可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟性，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。本文針對微電

2、網(wǎng)能量管理策略的相關(guān)問題進行研究，主要進行以下研究工作：
　　(1)研究基于負荷和可再生能源發(fā)電預(yù)測的日前微電網(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)啟動費用、維護費用、燃料費用和排放污染氣體費用研究建立微電網(wǎng)的多目標函數(shù)，提出利用動態(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，并采用二元對比法確定目標函數(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)建日前負荷、風力發(fā)電和光伏發(fā)電模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測

3、模型，用粒子群算法對預(yù)測模型參數(shù)進行尋優(yōu)，進而得到預(yù)測結(jié)果。最后，根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)，分別采用中心引力算法和改進粒子群算法優(yōu)化目標函數(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中的競價策略。首先，構(gòu)建了微電網(wǎng)電力市場交易的兩層多代理系統(tǒng)模型。其次，分別以微電網(wǎng)購電最小和分布式電源售電利益最大為目標函數(shù)，研究建立市場交易兩層優(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，運用二進制拓展法將其轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)線性優(yōu)化問題。然后，建立以最大市場統(tǒng)一出清價為目標的輔助函數(shù)，求取納什均衡唯一解，以獲得分布式電源最佳中標電量和最大市場出清價。通過對合作博弈和非合作博弈的中標電量和售電利益的結(jié)果比較分析，證明分布式能源競價策略的有效性。
　　(3)研究基于多時間尺度的多微電網(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)電成本建立競標成本函數(shù)，通過納什均

5、衡求解出競價微電網(wǎng)的競標電量和電價期望值。再次，在日前和實時兩種時間尺度下，分別構(gòu)建目標函數(shù)和約束條件，制定日計劃和實時計劃，日計劃可以為實時計劃提供機組啟停計劃和日機組出力計劃，兩個時間尺度計劃各施其職，上下級之間相互協(xié)調(diào)，并且建立需求側(cè)目標函數(shù)，根據(jù)實時電價對負荷進行了調(diào)整。然后，運用建立負荷和風力發(fā)電混沌預(yù)測模型，采用李雅普諾夫指數(shù)作為預(yù)測指標，對負荷和風力發(fā)電發(fā)電量進行預(yù)測。最后，根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)，采用中心引力優(yōu)化算法對微電網(wǎng)的輸出