一种微电网能量管理多代理系统的制作方法

本实用新型涉及微电网能量管理的技术领域，尤其是指一种微电网能量管理多代理系统。

背景技术：

微电网是一个集发、输、配于一体的微型电力系统，设备种类繁多且受外部环境影响较大，微电网运行在不同模式下能量管理也不同，因为在各种不同的约束条件和目标函数下，微电网的数学模型也存在较大差异，从而使微电网的能量管理不同于传统电力系统的能量管理，是微电网研究的主要内容。

目前国内外微电网能量管理系统(MEMS)的研究现状如下：CERTS的能量管理系统采取自我控制和管理自治，各分布式电源出力根据下垂特性稳定频率或电压，实现自治和即插即用；决策指令和部分控制信息利用以太网传送至各分布式电源控制器完成系统调度。荷兰的Bronsbergen微电网是欧盟出资建立的微电网示范工程：其能量管理系统采用的是集中式控制，能量管理系统通过采集装置将指令传送至中央控制器集中处理，且由中央控制器决定各分布式电源出力。日本的Kyotango微电网工程由NEDO建造，该微电网能量管理也是集中式控制，由中央控制器控制通过TCP/IP进行通信，采用标准的ISDN或ADSL联网。意大利CESIRICERC微电网能量管理同样采用集中式控制方式，其采用的是分层结构通信，监控系统电能质量和暂态过程，实时采集数据传输给中央控制器实现各分布式电源出力优化分配。合肥工业大学茆美琴等人开发了MEMS软件，其具备数据采集与监控、自动发电控制等功能。中国浙江电力试验研究院的MEMS采用分层控制，其主控层承担系统监测、数据分析、协调控制等任务；协商层管理微电网的运行模式。中国电力科学研究院李洋等人提出了一种基于主从控制，集中管理和分散控制思想的MEMS结构，通过以太网实现通信。

微电网能量管理多采用集中式控制方式，其技术成熟，设备成本较低，且容易执行和维护，而基于分布式控制等符合微电网特性的能量管理系统研究和实现较少，且多实现数据采集和系统监控，协调功能和高级算法的应用不常见。多代理技术为处理复杂、异构、动态和自主的系统问题开辟了新的思路，且具有良好的拓展性、适应性和可靠性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提供一种应用拓展性好、操作控制方便、能源利用率高的微电网能量管理多代理系统，

为实现上述目的，本实用新型所提供的技术方案为：一种微电网能量管理多代理系统，包括光伏阵列、光伏控制器、光伏服务器、风力发电机、风机控制器、风机服务器、蓄电池、超级电容器、充放电控制器、储能服务器、柴油发电机、柴油机控制器、柴油机服务器、负荷、负荷控制器、负荷服务器、主服务器、目录服务器、气象仪；所述光伏阵列通过光伏控制器连接到微电网直流母线上；所述风力发电机通过风机控制器连接到微电网交流母线上；所述光伏控制器和风机控制器包含最大功率跟踪单元、功率控制单元、信息采集模块、断路器及其控制单元、Zigbee通信模块，其中，最大功率跟踪单元能够根据最大功率跟踪算法调整光伏阵列或风力发电机保证其达到最大功率输出，功率控制单元能够调整光伏阵列或风力发电机的输出到设定值，信息采集模块采集节点的电压、电流和功率信息，控制器中的嵌入式处理器通过Zigbee通信模块与对应的光伏服务器或风机服务器通信；所述蓄电池和超级电容器通过充放电控制器连接到微电网的直流母线上；所述充放电控制器包含功率控制单元、信息采集模块、断路器及其控制单元、Zigbee通信模块，其中，功率控制单元能够实现双向DC/DC变换并按设定值进行充放电，信息采集模块除采集电压、电流和功率外还负责检测蓄电池和超级电容器的荷电状态，Zigbee通信模块负责与储能服务器的通信；所述柴油发电机通过柴油机控制器连接到微电网交流母线上；所述柴油机控制器包括启停控制单元、功率控制单元、信息采集模块、断路器及其控制单元、Zigbee通信模块，其中，启停控制单元负责检测柴油机的运行状态并控制柴油机的启动和停机，功率控制单元控制柴油机输出设定功率值，断路器及其控制单元控制柴油机是否连接到微电网中，Zigbee通信模块负责柴油机控制器与柴油机服务器的通信；所述负荷分为不可中断负荷、可平移可中断负荷和不可平移可中断负荷，通过负荷控制器连接到交流母线和直流母线上；所述负荷控制器包括信息采集模块、断路器及其控制单元、Zigbee通信模块，其中，信息采集模块负责采集负荷节点的电压、电流和负荷功率，Zigbee通信模块负责与负荷服务器的通信；光伏服务器用于运行光伏数据库、光伏代理程序和光伏主代理程序，风机服务器用于运行风机数据库、风机代理程序和风机主代理程序，储能服务器用于运行储能数据库、储能代理程序和储能主代理程序，柴油机服务器用于运行柴油机数据库、柴油机代理程序和柴油机主代理程序，负荷服务器用于运行负荷数据库、负荷代理程序和负荷主代理程序，每台服务器配备一个人机交互模块，；所述气象仪邻近光伏阵列和风力发电机进行安装，气象仪将采集到的气象数据通过自带的Zigbee通信模块传输给对应的光伏服务器或风机服务器；所述主服务器用于运行主控代理程序、系统数据库和系统监控界面，主控代理具有最高权限能够管理系统所有代理程序，系统数据库存储所有个体元件的运行数据，系统监控界面监控系统的运行状态并提供调度控制的接口；所述目录服务器用于运行目录代理程序，负责微电网系统中所有代理的注册和注销并提供代理信息的查询服务；上述所有服务器都连接到以太网上，运行于服务器上的所有代理都能够通过以太网相互通信。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

可实现系统能量管理的有序进行和管理结构的动态重构，避免集中式中央控制超负荷运行，实现分布式电源的即插即用，分布式的结构将实时采集的数据就地处理，减轻主控中心数据集中处理的负担，分布式的势博弈优化机制契合了分布式能源的分散性本质，保证了代理的自主性和智能性，系统功能应用拓展性好，能源利用率高。

附图说明

图1为微电网结构图。

图2为微电网多代理系统结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实施例所述的微电网能量管理多代理系统，包括光伏阵列1、光伏控制器2、光伏服务器3、风力发电机4、风机控制器5、风机服务器6、蓄电池7、超级电容器8、充放电控制器9、储能服务器10、柴油发电机11、柴油机控制器12、柴油机服务器13、负荷14、负荷控制器15、负荷服务器16、主服务器17、目录服务器18、气象仪19。

所述的光伏阵列1通过光伏控制器2连接到微电网直流母线上；所述的风力发电机4通过风机控制器5连接到微电网交流母线上；所述的蓄电池7和超级电容器8通过充放电控制器9连接到微电网的直流母线上；所述的柴油发电机11通过柴油机控制器12连接到微电网交流母线上；所述的负荷14分为不可中断负荷、可平移可中断负荷和不可平移可中断负荷，通过负荷控制器15连接到交流母线和直流母线上；所述的交流母线与直流母线通过AC/DC变换器连接；所有控制器通过内部的Zigbee通信模块与对应的服务器保持连接，服务器也连接有Zigbee通信模块。

所述光伏服务器3运行光伏数据库、光伏代理程序和光伏主代理程序；风机服务器6运行风机数据库、风机代理程序和风机主代理程序；储能服务器10运行储能数据库、储能代理程序和储能主代理程序；柴油机服务器13运行柴油机数据库、柴油机代理程序和柴油机主代理程序；负荷服务器16运行负荷数据库、负荷代理程序和负荷主代理程序。每一个具体元件有一个代理负责管理，同一类元件只有一个主代理，例如每台风力发电机都有一个对应的风机代理，而只有一个风机主代理负责管理所有的风机代理。服务器与其管理的对象就近安装，在地域上集中的元件其代理可以集中生存在同一台服务器上，可以节约服务器资源。在代理不多的情况下，服务器可采用PC机。

所述的气象仪19与光伏阵列1和风力发电机4就近安装，保证采集到的风速、光照和温度是光伏阵列1和风力发电机4所在处的真实气象数据；气象仪19将采集到的气象数据通过自带的Zigbee通信模块传输给对应的光伏服务器3或风机服务器6，由对应的代理通过Zigbee通信模块接收数据并将数据按规定的数据格式处理后发送给对应的主代理。每台服务器配备一个人机交互模块，包括显示屏、键盘和鼠标等，管理人员可以通过人机交互模块与代理交互，由代理向元件控制器发出命令进行管理。

所述的主服务器17运行主控代理程序、系统数据库和系统监控界面，主控代理具有最高权限能够管理系统所有代理程序，系统数据库存储所有个体元件(光伏阵列、风力发电机、柴油机、储能装置、负荷)的运行数据，系统监控界面监控系统的运行状态并提供调度控制的接口；所述的目录服务器18运行目录代理程序，负责微电网系统中所有代理的注册和注销并提供代理信息的查询服务，实现代理的即插即用。

上述所有的服务器都连接到以太网上，运行于服务器上的所有代理都可以通过以太网相互通信，元件主代理可以通过通信分布式地采用势博弈机制进行系统优化。

以上所述之实施例子只为本实用新型之较佳实施例，并非以此限制本实用新型的实施范围，故凡依本实用新型之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本实用新型的保护范围内。