一种可用于微网多目标能量管理的改进分散式多代理系统的制作方法_3

文档序号:9618774阅读:来源:国知局
于20msο这个时间被认为是一个电气数据周期时间性能的较好的估计。这个时间不仅对微网电气仿真很重要,还影响整体仿真。每个单元都有自己的物理模型,每个电气Agent从聚合电气Agent收到一个新的微网公共交流母线电压并发布的过程称为“时钟周期”。这种情况下,每个单元基础模型都独立地计算下一个增量数据。同时,在单元模型完成增量计算后,决策Agent只接收更新的单元参数信息。这样,电气聚合的频率建立了整体仿真的递增时间。在大多数仿真环境下,电气数据循环周期都设为和(tft/Us)。这意味着微网仿真环境的模拟运行比实时要快。换句话说,在给定的约束下,使用电气数据周期作为模拟环境时钟,长时间段的微网运行仿真所用的时间比实时模拟要少。此外实验性限制较为宽松,电气数据循环周期没有低于50ms,避免了不够长而使得聚合电气Agent不能从单元电气Agent收集所有信息的情况。
[0060]微网仿真开始时,聚合电气Agent在主仿真环境容器内初始化。当新的单元接入微网时,实例化过程使得新的电气Agent向聚合电气Agent进行。这个注册过程向聚合电气Agent通知了单元的类型、名字和连接阻抗。当微网运行时,每个电气数据Agent独立运作,只按照电气数据周期通信。电气数据的每个Agent通过直接“通知”或“查询”格式进行通信,在电气数据Agent之间没有谈判。
[0061]本发明实施例的改进分散式多代理系统中的微网单元,根据功能相应配对至少一个类型的基本Agent,所述基本Agent可划分为如下类型:
[0062]生产Agent,其用于:监控微网单元的实际有功/无功功率;监控微网单元可提供的实际有功/无功功率;确定微网单元提供的相对单位功率成本;用于确定瞬时性能指标来指示微网单元实现优化运行的情况;给微网单元传达相关命令,如启动,关闭,有功和/或无功功率输出量;与其他基本Agent进行信息交互和必要的谈判;
[0063]消费Agent,其用于:监控微网单元储能或消耗的有功/无功功率;当附加微网单元的需求响应是可控或差异化时,确定有功/无功功率裕度,或升/甩负荷;向微网单元给出启动、关闭、或配置/构型命令MCIRX0 ;与其他基本Agent进行信息交互和必要的谈判;
[0064]观察Agent,其用于:监控微网中的电压/频率水平、断路器位置、油箱的水平等特定参数;与其他基本Agent进行信息交互和必要的谈判。
[0065]具体的,所述基本Agent与微网单元的绑定以图4所示状态图的形式表述,图4所示为微网单元共享的状态图。微网系统的所有微网单元都根据微网单元的类型被分配了一个基本Agent,为了一致性,微网单元与所分配的基本Agent,两者共享一个状态模型,根据状态模型所处的状态,单元电气Agent将状态信息发送给基本Agent。
[0066]实例化时,微网单元在运行状态(SJ开始其生存期。运行状态代表资产的正常运行。在任何时候,负责微网单元的基本Agent都能指导微网单元从Si进入两种状态之一:热备份(S2)或关闭(S4)。热备份类似于操作状态⑶),仍然与微网的公共交流母线保持电气连接,但微网单元运行功率为零。这模拟了处于储备的微网单元状态,尤其是发电机,在需要的时候,可以很容易地恢复服务。关闭状态(S4)意味着微网单元与公共交流母线断开。合并一些发电设备的最小关机或冷却时间需要利用关闭状态。基本Agent也可以指导微网单元先通过热备份状态(S2)后从状态(S4)返回到操作状态(SJ。一个特例是出错状态(S3)。如果聚合电气Agent或单元电气Agent (都利用电气数据交换)检测到一个出错状态,资产将立即转换到S3,不需要单元电气Agent行动。类似于关闭状态(S4),资产只能在(S3)后通过热备份状态(S2)返回到操作状态(SD。微网单元的各种状态也适用于消费者。微网单元状态流使得负责其决策的基本Agent可以基于其目标考虑它认为适当的行动过程。
[0067]每个基本Agent都有一个独特的,但类似的算法结构。生产Agent和消费Agent的常见编程结构由四个主要类:Agent类,单元模型类,特定单元模型类和单元电气代理类。Agent类包含的方法和属性使它与其他MAS的基本Agent进行交互,从微网单元模型对象(实例化)获取信息,并代表它负责的微网单元作出决定。单元模型类是一个广义的微网单元,为所有微网单元信息标准化。一个单元模型对象(实例化)标准信息结构的例子是:单元类型,独特的序列标识符,额定功率,运行方式,图形用户界面(GUI)的信息,等等。当实例化,单元模型类作为特定单元模型子类的超类。在特定的单元模型类中定义了单元类型独特的属性和方法,包括增量单元模型,找到资产操作参数的方法,一些资产的具体约束。通过区分单元模型超类和特定的单元模型子类,使得整个框架有更多的逻辑标准化。例如,尽管是非常不同的微网单元,一台柴油发电机和一组负载也分享一些共同的属性。这些公共属性可以在单元模型对象(实例化)中体现,而柴油发电机和负载组的具体模型和运行则在特定的单元模型子类中体现。最后,为支持微网电气网络模型,由特定单元模型类计算和体现的参数由单元电气Agent进行观察。该基本Agent像在不同层次水平上决策的基本Agent —样动作和沟通。电气数据交换层次结构只为了促进仿真环境而存在,并且对于微网MAS的决策代理是不可见的。
[0068]观察Agent的通用编程结构包括两个主要的类:Agent类和节点模型类;以及两个可选类:特定的节点模型类和节点电气Agent类。Agent类包含的方法和属性,让观察Agent可以与其他MAS的基本Agent进行交互,从节点模型对象(实例化)获取信息。观察Agent类不参与决策,如生产Agent和消费Agent,但与MAS的基本Agent进行交互以进行信息传递和谈判。节点模型类体现的是一个广义节点,如电子总线或物理参数。此外,节点模型类可能包括的方法,可以向MAS决策的基本Agent来解释物理或电气参数。对于节点超类,其子类可以进一步在两个方面定义。第一个是与特定的节点模型,可体现物理参数信息,如油箱水平或太阳日晒强度。另一个选择子类将一个节点电气Agent绑定到超类。节点电气Agent类可与聚合电气Agent交互以获得节点电气信息,模拟电气传感设备如电压表和电流传感器等。观察Agent的最终目的是充当传感组件,这些组件可以为MAS决策的基本Agent提供他们需要的数据或将微网的一个特定方面表现传递给基本Agent。这方面的一个例子是一个监视总线电压的观察Agent,不是简单的检测和向可能要求数据的MAS决策的基本Agent报告电压,而是还可以提供性能测量。这种类型的信息对于决策Agent更有用,可以用来帮助增强型分散的基本Agent获得更好的微网整体性能。
[0069]通用的Agent结构使得MAS能够以一致和兼容的方式开发。这样,决策Agent不必专门定制就能为他们的单元追求最好的成本和性能。基本Agent解决他们的目标函数所使用的计算方法也同样是可以互换的。
[0070]图5所示为Agent决策周期。对于组成改进分散式MAS的Agent,决策周期的定义为每个Agent代理用来制定、谈判和执行其本地资产操作的解决方案的时间。
[0071]进一步,所述不可预知的事件包括现货市场价格变化、资源可用性的变化和紧急情况。
[0072]所述决策周期完成时间是基于如下因素动态调整的:计算时间、谈判强度、延迟和执行时间。
[0073]进一步,所述基本Agent在制定决策时,在制定决策时,基本Agent使用的主要方法为updateDecis1nO。这种方法有两个主要功能:感测本地决策所需的信息,进行决策空间搜索以找到可行域内最好的解决方案。可提供给基本Agent的信息包括成本和性能函数数据,可行的操作数据范围,和其他特定的数据模型等。来自与其他基本Agent沟通的信息,如紧急需求,可以作为补充数据来制定基本Agent决策方法的搜索空间。最终,基于用户设定的目标和特定的决策算法,Agent使用updateDecis1nO方法来为它的分配单元找到一个特定的运行点。
[0074]请参看图5所示,基本Agent的决策周期(tn)在基本Agent感应到初始化事件时(t0)异步启动。初始事件可以是任何可感知的扰乱基本Agent平衡的事件,如现货市场电价(并网运行)的改变,运行特性的改变(主要为可再生能源,包括风速和太阳日照变化等),或紧急情况。当被一个初始事件干扰时,基本Agent开始一个计算周期,检测当地条件并进行内部计算,以确定当前状况的解决方案。计算周期(t。和t:之间)依每个基本Agent及其当时的情境可能会有所不同。由Agent算法决定,当地条件的认知和解决方案的质量可能会引导基本Agent寻求与其他基本Agent的合作,否则,基本Agent直接行动去执行它的决定。如果想合作,基本Agent进入谈判周期匕和13),与一个或多个MAS的基本Agent进行谈判。这段时间可能会由于缺乏潜在合作者的反应而很短,或涉及各基本Agent在确定一个互相认可的行动时传递的许多消息。谈判完成后,或如果它从未开始,基本Agent在行动执行周期(t#Pt4之间)执行其本地决策。执行时期一直持续到一个新的初始事件重新开始决策周期。如果没有进行谈判,执行周期直接在计算
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