微电网管理控制系统探讨范文

摘要：微电网能量管理系统可分为集中式控制和分散式控制两种，多智能体系统是这两种结构的最佳选择。本论文介绍了微电网控制结构，浅述了多智能体系统，总结了微电网能量管理系统需要解决的问题。

关键词：微电网；能量管理；控制结构

一、微电网电力系统控制结构

微电网从能量系统管理控制结构划分，可以分为可分为集中控制和分散控制。

（一）集中式控制结构

微电网中的各个单元将各自的操作信息传递中央控制器，中央控制器在保证系统稳定运行的前提下，通过高速通信网络将控制信号传递到微电网中的各个单元。这种控制结构有简单高效，调整效果迅速的特点，促进全网间协调。但是由于所有的系统信息都集中在一起，所以需要网络中有一个信息传输中心和一个高效的控制器来处理庞大的数据，这主要取决于中央控制器，一旦出现单点故障，控制就会失败。此外，受通信距离和成本的限制，控制和运行信息完全依赖于高速通信网络，通信系统的故障将导致整个微电网瘫痪，降低了系统的可靠性。中央控制结构一旦确定了控制架构，其中的网络结构就无法再改变。当有一个新的电源或负载加入电网，就需要改变控制结构，所以这种控制结构只适合空间架构固定、结构简单的网络，小型微电网系统结构复杂，随着负荷的增长需要更多的微电网信息，会出现灾难和无力感。

（二）分散式控制结构

在分散式控制结构中电网中本地单元控制模块控制各个器件，本地单元控制模块负责监控本地的操作信息，与其他的本地控制模块之间的通信通过信息网络实现。本地控制模块可以根据本地具体情况直接控制微电源而不需要根据中央控制模块发送的指令来控制。中央控制模块的主要作用是向本地控制模块传送上一层系统中的负责信息。在出现紧急情况或者严重故障时直接操控本地控制模块进行紧急处理。集中式控制结构和分散式控制结构得控制方式都有中央控制器和本地控制器，只是分布式控制通过加强通信、分散控制权到本地控制器弱化了中央控制器的主导作用。

（三）多智能体系在微电网系统中的应用

多智能系统(MAS,Multi-AgentSystem)是一种分布式自愈系统，由多个智能体组成，各智能体交错在一起，通过各智能体之间的相互协调与协作，解决常见的复杂问题。通用的智能体结构包括四个模块：信息处理器、对象模块、传感器模块、通信机制。智能体通过以上四部分间协调工作。智能体通过传感器模块获取的环境信息，更新内部数据；通信机制指定智能体之间交互信息的通信方式，完成与其它智能体的合作；对象模块需要完成用户的任务和操作步骤等；信息处理器作为信息的核心部分，从其他三个模块中获取信息并处理，做出智能反馈并将信息反馈给其他三个模块相关的组件。多智能体系统在微电网中的应用是单智能体的结合。常用的多智能体连接结构为：分布式结构、层次结构和混合结构。

二、多智能体能源管理系统结构

多智能体控制系统的控制系统是基于MAS建立的，按照“占主导地位的,节点,控制单元”的三层架构设计。主：一方面,根据整个网络优化目标设定区域激励信号,另一方面负责整个网络安全约束检查;节点：响应主要的激励信号,基于他们的操作目标(成本最低目标),实现区域自治的内部能源均衡；控制单元：用于分布式发电等网络资源，如柔性负载、智能体储能行为、响应节点智能体的控制指令。层节点可以根据电压等级进行扩展，扩展成一层2个或者更多，对不同层次的优化实现对配电网分层划分的主动控制。上述体系结构可以支持不同的控制模式:1、区域自治:区域内部能量平衡,这种模式类似于微观网络模式,但主要的区别在于节点在主区域内通过激励信号协调指导,实现目标能量平衡的自治优化。2、全局合作：通过主全局优化调度使多个区域之间的功率交互，实现整个网络能量的跨区域协调。

三、微电网能源问题及管理控制系统发展方向

微电网管理控制系统直接关系到微电网能否便捷控制各区域负载资源分配、有效利用电力资源等。随着技术的发展和其自身存在的特殊性，微电网能源有效管理还存在着一些挑战：1、微电网中可再生能源发电直接与自然环境相关，容易受到自然环境的影响，因而存在可预测性差、间歇性和波动性。2、电力能量的存储和各储能设备的合理调度一直是微电网能源管理面临的难点，需要进一步优化。3、微电网之间和微电网各模块间的通信建设与信息安全是当今研究的有效课题。

四、总结

微电网管理控制系统能够有效地管理控制微电网能量，提高能源利用率。微电网能源管理控制系统在控制结构和快速安全通信方面还存在一些问题，需要进一步解决。本文浅述了微电网能源管理控制系统的控制结构，并简要介绍了多体控制结构。简要总结了当前微电网能量管理存在的一些问题和今后研究发展的方向。

参考文献：

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[3]李四勤.电力系统二次网络中Multi-Agent理论及安全防护研究[D].湖南大学,2005.

作者：王晓滨 单位：平津战役纪念馆