基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种分布式电源电压控制方法，具体涉及一种基于混合分层式多代理 系统的分布式电源电压控制方法。
【背景技术】
[0002] 随着分布式发电技术的发展，分布式电源的应用也越来越多，区域控制、网络控制 成为高渗透率分布式电源接入条件下的主要控制手段。分布式电源集群将一定数量出力特 性相似，地理位置接近的电源进行统一调控，对外呈现出单一可控接口的分布式电源区域 控制系统。由于分布式电源集群具有分布式特性和大量的控制数据，所以分布式电源集群 的控制难度较大，传统的集中式调度方法需要进行大量数据通信，很难实现灵活有效的控 制。随着智能电网的发展，智能体Agent(代理)逐渐在分布式电源集群中应用，以适应分布 式电源集群的运行模式，然而由于Agent的计算能力有限，传统的集中式控制方法仍然无法 有效实现灵活控制，而且大量的通信数据增加的通信时间。现有的多代理系统电压控制大 都采用集中式控制，忽略底层Agent的计算功能，将计算和控制任务都集中在上层Agent，数 据通信量大，通信时间长。而且将计算任务集中，使得上层Agent的计算量大增，计算时间较 长。由于没有考虑其他Agent的计算能力，使得智能资源没有得到充分利用。同时，当系统的 某条通信线路发生故障时，与之相连的控制设备就无法发送和接收信息，可靠性不高。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于混合分层式多代理系统的分 布式电源电压控制方法，本发明减轻单个Agent的任务量，缩短计算时间，并简化算法，减少 通信数据量，缩短通信时间。通信线路采用环形设计，在尽量少增加通信线路的同时增加了 系统的可靠性。
[0004] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：
[0005] -种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法，所述方法包括如下 步骤：
[0006] (1)构建混合分层式多代理系统；
[0007] (2)分布式电源集群代理获取各条线路电压最值；
[0008] (3)简化潮流模型
[0009] (4)判断线路节点的电压，若节点电压低于电压限值时进行升压处理，若节点电压 过高电压限值时进行降压处理。
[0010]优选的，所述步骤(1)包括如下步骤：
[0011]步骤1-1、在分布式电源集群母线处设置分布式电源集群代理，作为分布式电源集 群级别的总控，在分布式电源集群下的每个分布式电源处设置单元级代理控制各个单元；
[0012] 步骤1-2、确定所述分布式电源集群中各个代理的功能；
[0013] 所述分布式电源集群的线路根据分布式电源分布，将线路分成若干区段，每个区 段里面有且仅有一个分布式电源；
[0014] 所述单元级代理功能为监视区段内的所有节点电压，控制分布式电源的功率输出 以及与其他代理通信；
[0015] 所述分布式电源集群代理功能为监视母线电压，收集母线下的各条线路状态信 息，并向所述单元级代理下达调压指令；
[0016] 步骤1-3、配置代理的通信连接；
[0017]每条线路上所有的单元级代理通过通信线路进行串联，最上游的单元级代理和最 下游的单元级代理分别引出一条通信线路与所述分布式电源集群相连。
[0018] 优选的，所述步骤(2)包括如下步骤：
[0019] 步骤2-1、设置各个区段的代理，设一条线路中有η个区段，从最靠近分布式电源集 群母线的区段开始，各个区段分别为:区段1、区段2、……、区段η;所述区段1的代理为Agent 1，区段2的代理为Agent 2,......，区段η的代理为Agent η;
[0020] 步骤2-2、线路最下游的区段η内的代理Agent η比较区段η内所有节点的电压，将 电压最大值和最小值向上游的Agent发送；
[0021] 步骤2-3、区段η上游的区段n-1内的代理Agent n-1将区段n-1内所有节点的电压 与接收到的电压最大值和最小值进行比较，得出新的最大值和最小值，并将新的最大值和 最小值发送至上游节点，重复步骤2-3,直到分布式电源集群代理。
[0022]优选的，所述步骤(3)包括如下步骤：
[0023] 步骤3-1、对于任意一条线路，分布式电源集群母线为节点0,直接与分布式电源集 群母线连接的节点为第1个节点，称为节点1，从节点1开始向线路下游，各个节点分别为:节 点1，节点2,节点3……
[0024] 步骤3-2、当线路上的功率变化时，线路内的第b个节点，即节点b的电压发生变化， 如下式：
[0025]
(!)
[0026] 式中，表示节点b的电压平方的变化量，Une3W,b表示功率变化后节点b的电压， Uoid,b表示功率变化前节点b的电压；
[0027] 步骤3-3、当第c个节点即在节点b下游方向的节点c发生功率变化时，其中c>b,节 点b的电压平方变化量为：
[0028]
(2)
[0029]式中，APc为节点c处的有功功率变化量，AQc为节点c处的无功功率变化量，i = 0， l，H_，b-l，ri,i+1为节点i和i+1之间线路的线路电阻，Xi, i+1为节点i和i+1之间线路的线路电 抗；
[0030] 步骤3-4、当第a个节点即在节点b上游方向的节点a发生功率变化时，其中a〈b，节 点b的电压平方变化量为：
[0031]
⑶
[0032]式中，Δ?/；；表示节点a的电压平方的变化量，△ Pa为节点a处的有功功率变化量，Δ Qa为节点a处的无功功率变化量，i = 0，1，…，a-1。
[0033]优选的，所述步骤(4)中，所述电压限值为7%，所述节点电压低于电压限值时进行 升压处理包括如下步骤：
[0034]步骤4-1、设节点b所在区段为区段k，当所述节点b的电压低于电压限值时，所述区 段k内的Agent k通过公式（1)计算当前电压与目标电压之间平方差Δ% ;
[0035]步骤4-2、所述Agent k提高所述区段k内分布式电源的功率输出，包括有功功率和 无功功率，并且优先提高有功功率，所述Agent k根据公式(2)或公式(3)计算出需要提高的 功率I APk|和I AQk|，若分布式电源k有足够的功率裕度，则分别将区段k内分布式电源的功 率输出分别提高I APk|和I AQk|，电压升高到目标电压，调压结束;若区段k内分布式电源的 功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则满功率输出，并执行步骤4-3;
[0036] 步骤4-3、所述Agent k计算新的Δ?/f若区段k的下游没有其他区段，则执行步骤 4-4;若区段k的下游还有其他区段，则向邻近的下游区段k+Ι内的代理Agent k+Ι发送新的 AUf，请求提高区段k+Ι内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优先提 高有功功率，Agent k+Ι利用式（1)和式(2)计算出需要提高的功率I APk+1|和I AQk+1|，若区 段k+Ι内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k+Ι内分布式电源的功率输出分别提 高I APk+1|和I AQk+1|，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息;若区段k+ 1内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k+Ι内分布式电源满功 率输出，并计算出新的Δ?/δ2,若下游有其他区段，则将新的发送给下游Agent，重复本 步骤，直到调压结束，返回完成信息；
[0037] 步骤4-4、若区段k的上游没有其他区段，则执行步骤4-5;若区段k的上游有其他区 段，Agent k向邻近的上游区段k-Ι内的代理Agent k-Ι请求调压，将最新的发送给 Agent k-Ι，请求提高区段k-Ι内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优 先提高有功功率，Agent k-Ι利用式（1)和式(3)计算出需要提高的功率I Δ PhI和I AQhI， 若区段k-Ι内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k-Ι内分布式电源的功率输出分 别提高I A Ph I和I Δ Qh I，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息;若区 段k-Ι内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k-Ι内分布式电源 满功率输出，并计算出新的古1^，若上游有其他区段，则将新的ΔΙ/f发送给上游Agent，重 复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；
[0038] 步骤4-5、当线路上游没有其他区段时，线路中最上游的Agent将发送至所述 分布式电源集群代理，所述分布式电源集群代理接收到调压信息后，若没有其他线路，则进 行步骤4-6;若有其他线路，向其他电压最值相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求； 其他线路最上游的Agent接收到消息后，利用式（1)-(3)计算出需要提高的功率I ΔΡ|和I Δ QI，若区段内分布式电源的功率裕度足够，贝1J分别将区段内分布式电源的功率输出分别提 高I Δ P I和I Δ QI，电压升高到目标电压，调压结束，向分布式电源集群Agent发送完成信息， 分布式电源集群Agent再向Agent k发送完成信息;若区段内分布式电源的功率裕度不足以 将电压升高到目标电压，则将区段内分布式电源满功率输出，并计算出新的At/f并将新 的AtTfe2返回至所述分布式电源集群代理，所述分布式电源集群代理继续向其他电压最值 相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求，重复本步骤，直到调压完成，向Agent k发送 完成信息；
[0039] 步骤4-6、若没有其他线路或者所有其他线路都已经参与调压后节点b仍不能达到 目标电压，则所述分布式电源集群代理向Agent k发送切负荷信息，Agent k根据区段内的 负荷情况，利用式(2)校验负荷切除是否能够使得节点b电压达到目标电压。
[0040] 优选的，所述步骤(4)中，所述节点电压过高电压