基于多智能体建模的能量路由器及其能量调度方法_4

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功率的最小值和最大值之间;当前时刻热能存储装 置的充热状态变量和放电状态变量之和大于等于0且小于等于1。
[0115] 本实施方式中,热能存储装置Agent的约束条件如式(10)所示:
[0116]
[0117] 其中,#:(r)为t时刻热能存储装置热能存储功率,〇-1)为t_l时刻热能存储装 置热能存储功率,if(0为t时刻热能存储装置充热功率,为t时刻热能存储装置放 热功率,/f为热能存储装置最大存储功率,//广为热能存储装置最小存储率,为热能 存储装置最大存储率,拓为热能存储装置充热效率,为热能存储装置放热效率, 为t时刻热能存储装置的充热状态变量,S;,A(〇为0或1的整型变量,#(〇为t时刻热能存 储装置的放热状态变量,为〇或1的整型变量。
[0118] 本实施方式中
[0119] 可靠性管理Agent的约束条件为:一定时间内能量路由器在只有一台输出能量 为Q的设备产生故障时降低引起输出能量供应负荷不足的概率,其中,Q为输出能量的类 型。
[0120] 本实施方式中,可靠性管理Agent的约束条件如式(11)所示:
[0121]
[0122] 其中,r为能量路由器的第i个设备的安装状态,Q为设备输出能量的类型,A⑴ 为能量路由器的第i个输出能量为Q的设备产生故障而其他输出能量为Q的设备没有产 生故障的概率,g为能量路由器的第i个输出能量为n的设备产生故障的概率,f为能 量路由器的第i'个设备的安装状态,校'为能量路由器的第i'个输出能量为Q的设备产 生故障的概率,Lfi(t)为能量类型为Q的输出负荷功率,/_4(〇为能量路由器的第i'个输 出能量为Q的设备输出功率,为能量路由器的第i'个存储能量为Q的设备存储功 率,迅为能量路由器的第i个输出能量为Q的设备额定功率,%⑴为引起负荷量损失的 变量,为〇或1的整型变量,〇表示引起负荷量损失,1表示不能引起负荷量损失,爲(0为由 于能量路由器的第i个输出类型为Q的设备故障而产生负荷损失功率,ELNSfi为能量路由 器的电能负荷损失功率,EENS°S能量路由器的电能负荷损失能量,At= 1为单位时间。
[0123] 负荷管理Agent的约束条件为:一定时间内的能量路由器增加的电能负荷功率与 能量路由器中断的电能负荷功率平衡;当前时刻能量路由器增加的电能负荷功率在其允许 的最大范围内;当前时刻能量路由器中断的电能负荷功率在其允许的最大范围内。
[0124] 本实施方式中,负荷管理Agent的约束条件如式(12)所示:
[0125]
[0126] 其中,ft)为t时刻能量路由器增加的电能负荷功率,C⑴为t时刻能量路由 器中断的电能负荷功率,IIUP为增加负荷的比例系数,取值〇. 08,IId°为中断负荷的比例系 数,取值为0.08, /:w(r)表示对能量路由器的电能负荷进行调控,/f(〇表示不对能量路由器 的电能负荷进彳丁调控。
[0127] 负荷平衡Agent的约束条件为:当前时刻能量路由器的电能负荷功率为当前时刻 公共电网输出的电能负荷功率、当前时刻风力发电输出的电能负荷功率、当前时刻光伏发 电输出的电能负荷功率、当前时刻热电联产设备输出的电能负荷功率、当前时刻电能存储 装置的放电功率与当前时刻能量路由器中断的电能负荷功率之和减去当前时刻电能存储 装置的充电功率与当前时刻能量路由器增加的电能负荷功率之和;当前时刻能量路由器的 热能负荷功率为加热装置输出的热能负荷功率、当前时刻热电联产设备输出的热能负荷功 率与当前时刻热能存储装置放热功率之和减去当前时刻热能存储装置充热功率。
[0128] 本实施方式中,负荷平衡Agent的约束条件如式(13)所示:
[0129]
[0130] 其中,Ut)为t时刻能量路由器的电能负荷功率,Lh(t)为t时刻能量路由器的 热能负荷功率。
[0131] 预测模块,用于根据用户需要预测电能负荷、热能负荷和石油负荷,并传送至调度 优化模块。
[0132] 数据存储模块,用于存储调度优化模块、预测模块、以及输入接口模块的数据信 息。
[0133] 输入接口模块,用于根据调度优化模块获得的选择输入的能量的类型及其分配方 式得到能量传输单元需要的能量和能量转换单元需要转换的能量的类型及功率,即输入能 量的调度优化信息,并传送至通讯接口单元5。
[0134] 采用基于多智能体建模的能量路由器进行能量调度的方法,如图2所示,包括以 下步骤:
[0135] 步骤1 :能量控制单元根据用户需要对电能负荷、热能负荷和石油负荷进行预测, 并进行能量调度优化,得到选择输入的能量的类型及其分配方式,根据选择输入的能量的 类型及其分配方式得到能量传输单元需要的能量和能量转换单元需要转换的能量的类型 及功率,即输入能量的调度优化信息,并传输至通讯接口单元。
[0136] 步骤1. 1 :预测模块根据用户需要预测电能负荷、热能负荷和石油负荷,并传送至 调度优化模块。
[0137] 步骤1. 2 :调度优化模块根据输入能量与用户能量负荷之间的关系建立能量路由 器模型。
[0138] 步骤1. 3 :调度优化模块根据能量路由器模型建立其多智能体系统,以能量路由 器的经济调度模型作为目标函数,以能量路由器模型的多智能体系统的约束条件作为智能 体,采用多智能体粒子群算法对能量路由器模型进行优化,得到能量路由器模型的输入能 量的最优解,即选择输入的能量的类型及其分配方式。
[0139] 步骤1. 4 :调度优化模块将选择输入的能量的类型及其分配方式传送至输入接口 丰旲块。
[0140] 步骤1. 5 :输入接口模块根据调度优化模块获得的选择输入的能量的类型及其分 配方式得到能量传输单元需要的能量和能量转换单元需要转换的能量的类型及功率,即输 入能量的调度优化信息,并传送至通讯接口单元。
[0141] 步骤2 :通讯接口单元与能量传输单元、能量转换单元、能量存储单元和能量控制 单元进行通讯,通讯接口单元将能量控制单元的输入能量的调度优化信息传输至能量传输 单元、能量转换单元和能量存储单元。
[0142] 步骤3 :能量传输单元将输入能量的调度优化信息中的选择输入的能量传输至用 户负载、能量转换单元或能量存储单元,能量转换单元将输入的能量载体的能量转换成所 需的另一种形式的能量传输至用户负载,能量存储单元进行电能和热能存储。
【主权项】
1. 基于多智能体建模的能量路由器,其特征在于,包括能量控制单元、能量传输单元、 能量转换单元、能量存储单元和通讯接口单元; 所述的能量控制单元,通过中心计算机实现,包括调度优化模块、预测模块、数据存储 模块和输入接口模块,用于根据用户需要对电能负荷、热能负荷和石油负荷进行预测,并进 行能量调度优化,得到选择输入的能量的类型及其分配方式,根据选择输入的能量的类型 及其分配方式得到能量传输单元需要的能量和能量转换单元需要转换的能量的类型及功 率,即输入能量的调度优化信息,并传输至通讯接口单元; 所述的能量传输单元,用于将所述输入能量的调度优化信息中的选择输入的能量传输 至用户负载、能量转换单元或能量存储单元; 所述的能量转换单元,用于将输入的能量转换成所需的另一种形式的能量传输至用户 负载; 所述的能量存储单元,用于存储电能和热能; 所述的通讯接口单元,用于实现能量控制单元、能量传输单元、能量转换单元和能量存 储单元之间的通讯,将能量控制单元的输入能量的调度优化信息传输至能量传输单元、能 量转换单元和能量存储单元; 所述的调度优化模块,用于根据输入能量与用户能量负荷之间的关系建立能量路由器 模型,根据能量路由器模型建立其多智能体系统,以能量路由器的经济调度模型作为目标 函数,以能量路由器模型的多智能体系统的约束条件作为智能体,采用多智能体粒子群算 法对能量路由器模型进行优化,得到能量路由器模型的输入能量的最优解,即选择输入的 能量的类型及其分配方式,将选择输入的能量的类型及其分配方式传送至输入接口模块; 所述的预测模块,用于根据用户需要预测电能负荷、热能负荷和石油负荷,并传送至调 度优化模块; 所述的数据存储模块,用于存储调度优化模块、预测模块、以及输入接口模块的数据信 息; 所述的输入接口模块,用于根据调度优化模块获得的选择输入的能量的类型及其分配 方式得到能量传输单元需要的能量和能量转换单元需要转换的能量的类型及功率,即输入 能量的调度优化信息,并传送至通讯接口单元。2. 根据权利要求1所述的基于多智能体建模的能量路由器,其特征在于,所述的选择 输入的能量包括电能、风能、太阳能、天然气和石油。3. 根据权利要求1所述的基于多智能体建模的能量路由器,其特征在于,所述的能量 传输单元包括:输油管道、天然气管道和输电网络。4. 根据权利要求1所述的基于多智能体建模的能量路由器,其特征在于,所述的能量 转换单元包括:风力发电机组、光伏阵列、热电联产设备、加热装置、变压器、AC/AC转换器 和DC/AC转换器。5. 根据权利要求1所述的基于多智能体建模的能量路由器,其特征在于,所述的能量 存储单元包括:电能存储装置和热能存储装置。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的基于多智能体建模的能量路由器,其特征在于, 所述的根据输入能量与用户能量负荷之间的关系建立能量路由器模型如下所示:其中
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