微电网集成优化控制技术 - 一种基于Agent的智能电网集成优化控制策略

　　2微电网集成优化控制技术

　　微电网是智能电网的重要组成部分，也是实现智能电网的重要手段。依靠本地发电，当主网故障出现后自动同主网分离，独立运行，显示了微电网在智能电网中提高可靠性的能力，同时，它还需要同主网进行信息和电能的交互。传统的能量管理系统（EMS）已经不能满足微电网管理的需要。

　　2.1基于电力电子技术的控制调节

　　现以逆变器技术为例讨论基于电力电子技术的控制调节。微电网中的微电源，如风力发电系统、光伏发电系统、燃料电池系统一般会通过逆变器并网，逆变器一般包括跟踪控制器、输出功率控制器，具备控制、保护和滤波功能，用于微电源和电网之间接口的静态功率变换器［3］。

　　在微电网系统中，根据不同需求可以采用不同拓扑结构的逆变器，主要取决于技术上的边界条件：（1）频率50Hz的逆变器：拓扑结构简单、可靠性高、质量和体积大，最高效率为95%；（2）带有高频变压器的逆变器：价格昂贵、体积小、质量轻，最高效率为91%；（3）无变压器的逆变器：质量轻，电压传输比可达1∶3，最高效率为91%；（4）谐振逆变器：控制复杂，最高效率为95%。

　　逆变器并网须满足：输出电压与电网电压同频、同相、同幅值，输出电流与电网电压同频、同相（功率因数为1），电能质量合格。由于电力电子器件和通信方面受许多因素制约，逆变器在微电网控制调节方面受到许多限制。

　　2.2基于Agent的即插即用技术

　　这里的即插即用控制技术既是指通过一定的控制手段满足微电源或微电网相对于配电网的随机接入和退出，使之既能满足负荷需求，又能减少微电网和大电网影响。以往对即插即用控制的研究多基于电力电子技术，设计微电源的控制系统，局限性比较明显，控制范围仅限于单个元件，在微电网及多微电网波动较小时，能够跟踪变化，实现稳定运行。但在微电网及多微电网波动较大时，不能够跟踪变化，实现稳定运行。同时由于缺少通信，各元件只能各自为战。采用Agent技术可以对微电网及多微电网进行协调控制。多微电网架构与Agent分层控制如图3所示。

　　

　　通过构建一个松耦合的应用系统，模块之间不但可以解耦，模块间接口都有相应的规范，由组件管理平台对所有模块进行统一管理（加载、卸载、启动、停止）。当需要对某一模块，如状态估计模块升级时，只需将新模块放在某一目录下，组件管理平台会自动加载该模块，测试无误后，终止原有模块运行；也就是说，软件升级过程中，整个系统可照常运行，软件升级简单方便，顺应电网快速发展的需求。基于多代理技术的控制还可以实现微电网与配电管理系统（DMS）之间的协调控制。目前的研究主要是对微电网中频率、电压等进行控制。要求微电网并网时，输出电压自动跟踪电网电压变化。多微电网控制中心与DMS关系如图4所示。

　　

　　基于多代理技术的微电网控制和优化决策，主要分3层：第1层主要保证微电网可靠运行，满足供需平衡；第2层进行电能质量优化控制，减少频率和电压波动；第 3层进行经济优化，即边际成本优化。目前的研究多集中在频率和电压控制方面。基于多代理技术的微电网控制和优化决策如图5所示。

　　

　　智能代理和多代理系统通过快速进行信息处理，将使智能电网的集成优化实时控制提高到新水平。具体的应用可以通过基于Agent的动态分解与协调技术，实现智能电网中各控制器的通信协调，确保电网安全稳定运行。未来对多代理的评估方法将越来越多，设计方法也会越来越标准化，全局控制功能将会越来越强，如果在智能电网集成优化控制方面的优点能够被充分证明的话，进一步扩展多代理系统功能和展示智能电网的理念将会取得突破性进展。