多Agent技术在电力系统中的应用研究

摘要

随着电网规模的不断扩大和电力工业的改革，电网对继电保护的要求也越来越高，系统之间的配合也显得更为重要。另外，随着可再生能源技术的飞速发展，风力/太阳能互补发电系统以其清洁和环保得到了越来越广泛的应用。但是，由于风能、太阳能和负荷功率变化的随机性，如何设计一个互补发电场的能量管理系统，对各供电设备实施有效的控制，以满足负荷的需要，并保持供/用电的功率平衡，进而保持本电网的稳定，是应用风力/太阳能互补发电所要解决的主要问题。为此，本论文围绕这两个问题展开了研究和探讨，提出多Agent技术在电力系统中实现输电线路保护和风力/太阳能互补发电场能量管理系统的新思路和新方法。论文主要研究内容如下： (1)论文首先阐述了电力系统继电保护和风力/太阳能互补发电场能量管理系统的研究历史和现状，综述了多Agent技术在继电保护和电力系统应用中取得的成果，明确了课题的研究意义和研究内容。 (2)根据输电线路保护系统的特点，提出了一种适用于线路保护的混合型Agent理论模型，并详细介绍了该Agent各模块的功能。因为要求反应模块的响应时间非常短，所以将保护Agent的反应模块设计成一RBF神经网络，使得Agent可以对区内故障迅速做出反应。最后通过计算机仿真验证了所提出混合型保护Agent能够较好的满足继电保护的要求。 (3)提出了基于多Agent技术的输电线路保护方案，详细讨论了保护系统的体系结构、任务执行机制和决策过程。该保护方案的基本原理是将每台断路器配置的保护单元视为能独立完成保护任务的Agent，通过多Agent的交互和合作，达成各保护单元的协同和配合，实现输电线路保护的目的。最后通过数字仿真证明了该方案的有效性。 (4)探讨了互补发电场直流母线电压越限情况下，风力/太阳能互补发电场能量优化管理方法。设计了能量管理Agent的理论模型和管理系统的体系结构，将广播通信方式和合同网的协作策略应用于互补发电场能量管理系统中多Agent的协调；通过智能微粒群算法给出了电压越限情况下最优控制序列。仿真结果表明，该能量管理系统能够对互补发电场实施较好的管理和控制，将直流母线电压限制在容许的范围内。论文最后对本研究工作取得的成果及不足进行分析和综合，并说明有待于进一步研究的问题。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景及意义

1.2电力系统继电保护的研究动态

1.2.1电力系统继电保护的研究现状

1.2.2多Agent在电力系统继电保护中的应用

1.3风力/太阳能互补发电场能量管理系统的研究概况

1.3.1风力发电的研究概况

1.3.2太阳能发电的研究概况

1.3.3风力/太阳能互补发电场能量管理系统研究概况

1.4多Agent在电力系统其它方面的应用研究现状

1.5论文的研究内容与结构安排

第二章多Agent系统简介

2.1前言

2.1.1多Agent系统的起源和发展

2.1.2 Agent的定义和特性

2.2多Agent系统研究的主要内容

2.2.1 Agent的理论模型

2.2.2多Agent系统的交互与通信

2.2.3多Agent之间的合作

2.2.4多Agent系统的开发方法

2.3多Agent系统的适用领域

2.4小结

第三章输电线路保护Agent的设计与实现

3.1引言

3.2现有输电线路保护方式

3.3输电线路保护Agent的理论模型

3.4反应模块结构设计

3.5反应模块中神经网络的训练和检验

3.6小结

第四章基于多Agent的输电线路保护系统研究

4.1引言

4.2多Agent系统的体系结构

4.3基于多Agent的输电线路保护系统体系结构

4.4基于多Agent的输电线路保护系统的工作原理

4.4.1保护Agent的功能和任务

4.4.2保护Agent任务执行机制

4.4.3管理级Agent的结构和任务执行机制

4.4.4保护Agent的决策过程

4.4.5多Agent的通信

4.5数字仿真与分析

4.6 小结

第五章基于多Agent的风力/太阳能互补发电场能量管理系统研究

5.1引言

5.2风力/太阳能互补发电场的构成

5.3基于多Agent风力/太阳能互补发电场能量管理系统的体系结构

5.4能量管理Agent的理论模型

5.5能量管理系统中多Agent的合作

5.5.1问题描述

5.5.2 Agent的通信和交互

5.5.3合同网合作机制

5.5.4发电场能量管理系统中多Agent的合作

5.6用微粒群算法实现互补发电场能量优化管理

5.6.1互补发电场能量优化管理方法

5.6.2微粒群算法

5.6.3实现步骤分析

5.7仿真试验与分析

5.8小结

总结

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文

致谢