一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法
【专利摘要】本发明涉及一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述方法包括以下步骤：对智能电网进行建立模型；模拟智能电网控制运行；确定未来所述模型状态；确定智能电网的仿真数据。通过上述实施步骤，将智能电网的复杂仿真计算任务分解成多个计算模块，通过分布式MAS与智能电网模型进行交互，实现对智能电网运行行为、优化控制策略和不同运行模式的多时间尺度、全生命周期的联合模拟仿真。在此仿真方法的基础上，可以继续扩大应用范围，对智能电网控制运行进行更深入全面的模拟和分析。
【专利说明】一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，更具体涉及一种基于 MAS的智能电网控制运行连续模拟的仿真方法。
【背景技术】：
[0002] 随着分布式电源、电动汽车、微网和需求侧响应等大量新型可控单元（负荷）在电 网大量涌现，现代电网正逐步向互动式电网发展，这就要求坚强智能电网同时具备消纳大 规模集中式发电和分布式发电的能力，能够实现电网与各种电源、储能装置以及终端用户 等可控单元之间的良好互动，从而降低电力使用成本、有效提高能源利用效率，实现节能减 排的目标。反之，如果对这些可控单元的使用控制管理不当，则可能造成系统安全稳定问 题，甚至危害电网的安全运行。
[0003] 依据电力工业发展的经验，在新技术、新设备、新方法、新政策应用前，进行充分的 模拟仿真是保证电力系统安全稳定运行的必要条件。因此急需对智能电网控制运行连续模 拟的仿真方法进行研究，实现对智能电网运行行为、优化控制策略和不同运行模式的多时 间尺度、全生命周期的联合模拟仿真。为此提出一种基于MAS的智能电网控制运行连续模 拟的仿真方法。
【发明内容】
：
[0004] 本发明的目的是提供一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，该方法可在大 规模新型可控单元加入智能电网后，实现对智能电网运行行为、优化控制策略和不同运行 模式的多时间尺度、全生命周期的联合模拟仿真。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种智能电网控制运行连续模拟的 仿真方法，所述方法包括以下步骤：
[0006] (1)对智能电网进行建立模型；
[0007] (2)模拟智能电网控制运行；
[0008] (3)确定未来所述模型状态；
[0009] (4)确定智能电网的仿真数据。
[0010] 本发明提供的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述步骤（1)中模型 包括影响控制运行的可控单元模型、电网拓扑结构、智能电网模型的的时间触发机制和智 能电网模型的输入输出接口；所述可控单元模型包括分布式电源模型、负荷模型、电动汽车 模型和微网模型。
[0011] 本发明提供的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述电源模型通过各 类电源的运行特性建立仿真模型；所述电源模型包括通过可再生能源的随机性和间歇性运 行特性，建立的精细化分布式电源仿真模型；所述负荷模型通过负荷可控单元的的变化规 律，建立可控负荷仿真模型。
[0012] 本发明提供的另一优选的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述步骤 (2) 的模拟过程为：
[0013] 将所述电网模型的计算分成计算模块；
[0014] 建立基于MAS的混合仿真计算；
[0015] 设置Multi-Agent多代理、所述电网模型和计算模块的联合协作机制。
[0016] 本发明提供的再一优选的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述计算 模块包括电网电价计算模块、电网潮流计算模块和电网优化运行计算模块。
[0017] 本发明提供的又一优选的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，在所述 MAS中设置一个上级代理agent与其他下级代理agent交互；所述上级代理agent对所述 电网的分布式优化结果进行校验，如满足电网优化约束条件，则该时间仿真结束，等待下一 时间或事件触发；如不满足电网优化约束，则下发协调策略到其他相应的下级代理Agent， 直到最终满足约束。
[0018] 本发明提供的又一优选的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述步骤 (3) 通过建立模拟控制器实现。
[0019] 本发明提供的又一优选的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述步骤 (3) 中的未来所述模型状态包括智能电网运行控制某一空间断面的状态和智能电网某一模 型或一系列模型在连续时间序列的运行状态。
[0020] 本发明提供的又一优选的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述空间 断面的状态的建立过程为：将所述优化结果的断面数据通过模拟控制器按照空间进行整 合，输出数据对所述电网模型进行模型维护；
[0021] 所述连续时间序列的运行状态的建立过程为：将所述优化结果的模型对象数据通 过所述模拟控制器的时间进行整合后，输出数据对所述电网模型进行模型维护。
[0022] 本发明提供的又一优选的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述步骤 (4) 中的仿真数据包括基于仿真对象的数据和基于仿真时间断面的数据；在得到完整所述 仿真数据的基础上建立仿真应用，对所述智能电网进行各方面分析。
[0023] 和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
[0024] 1、本发明可在大规模新型可控单元加入智能电网后，实现对智能电网运行行为、 优化控制策略和不同运行模式的多时间尺度、全生命周期的联合模拟仿真；
[0025] 2、本发明各仿真模型对象和仿真算法的交互都是通过多个独立的Agent进行，每 个Agent具有自治性和协调性，实现了基于分布式架构的仿真；
[0026] 3、本发明基于MAS的分布式仿真架构能够将本身很复杂的仿真计算任务分解到 各个不同功能的计算模块中，由各个模块分布式计算相对简单的子任务，然后通过Agent 的协调组合得出电网的运行状态，提高计算速度；
[0027] 4、本发明通过模拟控制器，还可将电网运行状态分别按空间和时间进行整合，为 智能电网的分析、应用提供全面的数据支持；
[0028] 5、本发明在此仿真方法的基础上，可以继续扩大应用范围，对智能电网控制运行 进行更深入全面的模拟和分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0029] 图1为本发明的智能电网控制运行仿真结构图；
[0030] 图2为本发明的分布式微网优化运行仿真计算结构图图；
[0031] 图3为发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
[0033] 实施例1 :
[0034] 如图1-3所示，本例的发明智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，所述方法包 括以下步骤：
[0035] (1)对智能电网进行建立模型；
[0036] (2)模拟智能电网控制运行；
[0037] (3)确定未来所述模型状态；
[0038] (4)确定智能电网的仿真数据。
[0039] 所述步骤（1)中模型包括影响控制运行的可控单元模型、电网拓扑结构、智能电 网模型的的时间触发机制和智能电网模型的输入输出接口；所述可控单元模型包括分布式 电源模型、负荷模型、电动汽车模型和微网模型。所述电源模型通过各类电源的运行特性建 立仿真模型；所述电源模型包括通过可再生能源的随机性和间歇性运行特性，建立的精细 化分布式电源仿真模型；柔性所述负荷模型等新型模型通过负荷可控单元的的变化规律， 建立可控负荷仿真模型；所述可再生能源包括风能、光能等。
[0040] 在步骤1的基础上，所述步骤（2)的模拟过程为：
[0041] 如图1所示，将复杂所述电网模型的计算分解为多个计算模块；
[0042] 建立基于MAS的混合仿真计算；
[0043] 设置Multi-Agent多代理、所述电网模型、计算模块以及不同计算模块之间的联 合协作机制。
[0044] 所述计算模块包括电网电价计算模块、电网潮流计算模块和电网优化运行计算模 块。在所述MAS中设置一个上级代理agent与其他下级代理agent交互；所述上级代理 agent对所述电网的分布式优化结果进行校验，如满足电网优化约束条件，则该时间仿真结 束，等待下一时间或事件触发；如不满足电网优化约束，则下发协调策略到其他相应的下级 代理Agent，直到最终满足约束。
[0045] 如图2所示，对多微网优化运行计算任务的联合协作机制的设置进行了举例说 明。将多微网优化运行计算任务分为多个计算模块，其中包括电网电价计算模块、电网潮流 计算模块、单微网优化运行计算模块等。对每个微网模型，建立一个Agent进行交互，即N 个微网模型需要建立N个Agent。此外，设置一个上级Agent与这N个Agent进行交互。仿 真流程如下：
[0046] 2-1.时间触发机制触发AgentN+1调用电网电价计算模块进行电网电价的计算，将 得到的结果下发至Agenl^?Agent N ;
[0047] 2-2. Agent?AgentN收到电网电价后，调用微网优化运行计算模块，根据各微网 不同设置进行分布式优化计算，将优化结果返回给Agent N+1 ;
[0048] 2-3. AgentN+1收集齐N个优化结果后，调用电网潮流计算模块及其他验证计算模 块对各微网分布式优化结果进行校验。如满足约束条件，则该时间断面仿真结束，等待下一 时间或事件触发；如不满足约束，则下发协调策略到相应的Agent，直到最终满足约束。
[0049] 在上述步骤的基础上，所述步骤（3)通过建立模拟控制器实现。所述步骤（3)中 的未来所述模型状态包括智能电网运行控制某一空间断面的状态和智能电网某一模型或 一系列模型在连续时间序列的运行状态。
[0050] 所述空间断面的状态的建立过程为：将所述优化结果的断面数据通过模拟控制器 按照空间进行整合，输出数据对所述电网模型进行模型维护；
[0051] 所述连续时间序列的运行状态的建立过程为：将所述优化结果的模型对象数据通 过所述模拟控制器的时间进行整合后，输出数据对所述电网模型进行模型维护。
[0052] 所述步骤（4)中的仿真数据包括基于仿真对象的数据和基于仿真时间断面的数 据；在得到完整所述仿真数据的基础上建立仿真应用，对所述智能电网进行各方面分析。例 如：分布式电源接入评价、需求侧响应分析、电压控制分析、配电自动化等等。
[0053] 通过上述实施步骤，可以将智能电网的复杂仿真计算任务分解成多个计算模块， 通过分布式MAS与智能电网模型进行交互，实现对智能电网运行行为、优化控制策略和不 同运行模式的多时间尺度、全生命周期的联合模拟仿真。
[0054] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所 属领域的普通技术人员尽管参照上述实施例应当理解：依然可以对本发明的【具体实施方式】 进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申 请待批的本发明的权利要求保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所述方法包括以下步 骤： (1) 对智能电网进行建立模型； (2) 模拟智能电网控制运行； (3) 确定未来所述模型状态； (4) 确定智能电网的仿真数据。
2. 如权利要求1所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述步骤（1)中模型包括影响控制运行的可控单元模型、电网拓扑结构、智能电网模型的时 间触发机制和智能电网模型的输入输出接口；所述可控单元模型包括分布式电源模型、负 荷模型、电动汽车模型和微网模型。
3. 如权利要求2所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述电源模型通过各类电源的运行特性建立仿真模型；所述电源模型包括通过可再生能源的 随机性和间歇性运行特性，建立的精细化分布式电源仿真模型；所述负荷模型通过负荷可 控单元的的变化规律，建立可控负荷仿真模型。
4. 如权利要求1所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述步骤（2)的模拟过程为： 将所述电网模型的计算分成计算模块； 建立基于MAS的混合仿真计算； 设置Multi-Agent多代理、所述电网模型和计算模块的联合协作机制。
5. 如权利要求4所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述计算模块包括电网电价计算模块、电网潮流计算模块和电网优化运行计算模块。
6. 如权利要求5所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：在 所述MAS中设置一个上级代理agent与其他下级代理agent交互；所述上级代理agent对 所述电网的分布式优化结果进行校验，如满足电网优化约束条件，则该时间仿真结束，等 待下一时间或事件触发；如不满足电网优化约束，则下发协调策略到其他相应的下级代理 Agent，直到最终满足约束。
7. 如权利要求6所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述步骤（3)通过建立模拟控制器实现。
8. 如权利要求7所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述步骤（3)中的未来所述模型状态包括智能电网运行控制某一空间断面的状态和智能电 网某一模型或一系列模型在连续时间序列的运行状态。
9. 如权利要求8所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述空间断面的状态的建立过程为：将所述优化结果的断面数据通过模拟控制器按照空间进 行整合，输出数据对所述电网模型进行模型维护； 所述连续时间序列的运行状态的建立过程为：将所述优化结果的模型对象数据通过所 述模拟控制器的时间进行整合后，输出数据对所述电网模型进行模型维护。
10. 如权利要求1所述的一种智能电网控制运行连续模拟的仿真方法，其特征在于：所 述步骤（4)中的仿真数据包括基于仿真对象的数据和基于仿真时间断面的数据；在得到完 整所述仿真数据的基础上建立仿真应用，对所述智能电网进行各方面分析。
【文档编号】G05B17/02GK104090496SQ201410334783
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】杨占勇, 刘广一, 蒲天骄, 刘克文, 范士雄, 杨洋 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院