基于Multi-Agent System的智能电网负荷监控系统研究与设计

摘要

随着全球资源环境压力的不断增大，社会对环境保护、节能减排和可持续性发展的要求日益提高，要求未来的电网必须能够提供更加安全、可靠、清洁、优质的电力供应，为此，以美国和欧盟为代表的不同国家和组织不约而同地提出要建设灵活、清洁、安全、经济、友好的智能电网，将智能电网视为未来电网的发展方向。
　　智能电网的发展对电网负荷的短期预测、实时监控和应急处理速度和实用性提出了更高的要求。国外智能电网的发展经验表明，用户对电力系统的稳定性、环保性、舒适性的要求也越来越高。因此电力系统负荷控制需要一种新的方法来面对这种用电要求日益增加，负荷种类日益繁杂的现状。本文将多智能体系统(Multi-Agent System，MAS)引入到电网的负荷控制中来，以增强电网负荷控制系统的智能性。
　　在查阅大量相关文献的基础上，本文分析了智能电网的国内外相关技术及发展状况、智能电网的电力设备分类，研究了智能电网工作原理。分析了电力系统负荷控制方法。
　　研究了Agent方法，深入分析了Agent特性和结构，在此基础上，重点研究了现有MAS算法。给出了基于MAS算法的智能电网用户端的负荷控制方法，构建了基于MAS的智能电网用户端的负荷预测、监控与优化调度模型。用具有分布特性的MAS实现用电负荷的调度与控制，充分利用了分层分布全局负荷信息。降低了电能消耗，提高了用电效率。
　　在JADE平台下编写了负荷控制程序，实现了基于MAS的用电端负荷预测、实时监控与优化调度，验证了MAS在负荷控制系统的应用的可行性，进行了仿真对比实验，与传统的用户电能消耗进行了对比和结果分析。实验结果表明了本文所采用的基于MAS的智能电网负荷控制方法的优越性，可避免传统用电习惯下造成的不必要的电能消耗。在遇到突发事件、新的用电设备加入等情况下，在传统负荷控制系统无法识别或没有得到有效的训练而失效的情况下，MAS依然可以根据之前设定的推理机和学习能力进行设备的认识和智能分析，表明MAS具有更好的适用性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景、目的与意义

1．2 国内外智能电网现状

1．2．1 美国的智能电网

1．2．2 欧洲的智能电网

1．2．3 中国的智能电网

1．3 智能电网技术的研究进展

1．3．1 国外研究进展

1．3．2 国内研究进展

1．4 本文研究内容及所做的主要工作

第2章 Agent与MAS技术

2．1 人工智能的发展与Agent

2．2 MAS理论及应用

2．2．1 Agent的概念和特性

2．2．2 Agent的基本结构及分类

2．2．3 MAS与基元模型

2．2．4 MAS的组织结构

2．2．5 协调和协作机制

2．2．6 通信机制

2．2．7 MAS研究的主要问题

2．3 智能电网中MAS的智能化决策

2．4 本章小结

第3章 电力系统的负荷控制

3．1 电力系统负荷

3．2 电力系统负荷控制与发展

3．2．1 电力系统的负荷控制

3．2．2 电力系统负荷控制的现状与发展趋势

3．3 负荷控制方法

3．3．1 用电负荷类型分类

3．3．2 负荷数据采集

3．3．3 负荷预测

3．3．4 负荷的优化管理

3．4 传统负荷控制系统存在的不足

3．5 本章小结

第4章 基于MAS的负荷控制模型

4．1 MAS技术在负荷控制中的应用

4．2 基于MAS的电网负荷控制模型建立

4．2．1 数据处理和知识库的建立

4．2．2 负荷预测模型的建立

4．2．3 负荷优化模型建立

4．3 本章小结

第5章 MAS系统搭建和仿真结果分析

5．1 JADE仿真平台

5．1．1 JADE仿真平台简介

5．1．2 JADE的编程接口

5．1．3 JADE中Agent的状态及其行为类

5．1．4 利用JADE平台开发仿真系统

5．2 仿真实验

5．3 实验结果分析

5．4 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文