一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述方法包括以下步驟：對智能電網(wǎng)進行建立模型；模擬智能電網(wǎng)控制運行；確定未來所述模型狀態(tài)；確定智能電網(wǎng)的仿真數(shù)據(jù)。通過上述實施步驟，將智能電網(wǎng)的復雜仿真計算任務分解成多個計算模塊，通過分布式MAS與智能電網(wǎng)模型進行交互，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)運行行為、優(yōu)化控制策略和不同運行模式的多時間尺度、全生命周期的聯(lián)合模擬仿真。在此仿真方法的基礎上，可以繼續(xù)擴大應用范圍，對智能電網(wǎng)控制運行進行更深入全面的模擬和分析。
【專利說明】一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法
【技術領域】：
[0001] 本發(fā)明涉及一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，更具體涉及一種基于 MAS的智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法。
【背景技術】：
[0002] 隨著分布式電源、電動汽車、微網(wǎng)和需求側響應等大量新型可控單元（負荷）在電 網(wǎng)大量涌現(xiàn)，現(xiàn)代電網(wǎng)正逐步向互動式電網(wǎng)發(fā)展，這就要求堅強智能電網(wǎng)同時具備消納大 規(guī)模集中式發(fā)電和分布式發(fā)電的能力，能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)與各種電源、儲能裝置以及終端用戶 等可控單元之間的良好互動，從而降低電力使用成本、有效提高能源利用效率，實現(xiàn)節(jié)能減 排的目標。反之，如果對這些可控單元的使用控制管理不當，則可能造成系統(tǒng)安全穩(wěn)定問 題，甚至危害電網(wǎng)的安全運行。
[0003] 依據(jù)電力工業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗，在新技術、新設備、新方法、新政策應用前，進行充分的 模擬仿真是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的必要條件。因此急需對智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模 擬的仿真方法進行研究，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)運行行為、優(yōu)化控制策略和不同運行模式的多時 間尺度、全生命周期的聯(lián)合模擬仿真。為此提出一種基于MAS的智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模 擬的仿真方法。
【發(fā)明內(nèi)容】
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[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，該方法可在大 規(guī)模新型可控單元加入智能電網(wǎng)后，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)運行行為、優(yōu)化控制策略和不同運行 模式的多時間尺度、全生命周期的聯(lián)合模擬仿真。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的 仿真方法，所述方法包括以下步驟：
[0006] (1)對智能電網(wǎng)進行建立模型；
[0007] (2)模擬智能電網(wǎng)控制運行；
[0008] (3)確定未來所述模型狀態(tài)；
[0009] (4)確定智能電網(wǎng)的仿真數(shù)據(jù)。
[0010] 本發(fā)明提供的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述步驟（1)中模型 包括影響控制運行的可控單元模型、電網(wǎng)拓撲結構、智能電網(wǎng)模型的的時間觸發(fā)機制和智 能電網(wǎng)模型的輸入輸出接口；所述可控單元模型包括分布式電源模型、負荷模型、電動汽車 模型和微網(wǎng)模型。
[0011] 本發(fā)明提供的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述電源模型通過各 類電源的運行特性建立仿真模型；所述電源模型包括通過可再生能源的隨機性和間歇性運 行特性，建立的精細化分布式電源仿真模型；所述負荷模型通過負荷可控單元的的變化規(guī) 律，建立可控負荷仿真模型。
[0012] 本發(fā)明提供的另一優(yōu)選的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述步驟 (2) 的模擬過程為：
[0013] 將所述電網(wǎng)模型的計算分成計算模塊；
[0014] 建立基于MAS的混合仿真計算；
[0015] 設置Multi-Agent多代理、所述電網(wǎng)模型和計算模塊的聯(lián)合協(xié)作機制。
[0016] 本發(fā)明提供的再一優(yōu)選的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述計算 模塊包括電網(wǎng)電價計算模塊、電網(wǎng)潮流計算模塊和電網(wǎng)優(yōu)化運行計算模塊。
[0017] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，在所述 MAS中設置一個上級代理agent與其他下級代理agent交互；所述上級代理agent對所述 電網(wǎng)的分布式優(yōu)化結果進行校驗，如滿足電網(wǎng)優(yōu)化約束條件，則該時間仿真結束，等待下一 時間或事件觸發(fā)；如不滿足電網(wǎng)優(yōu)化約束，則下發(fā)協(xié)調(diào)策略到其他相應的下級代理Agent， 直到最終滿足約束。
[0018] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述步驟 (3) 通過建立模擬控制器實現(xiàn)。
[0019] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述步驟 (3) 中的未來所述模型狀態(tài)包括智能電網(wǎng)運行控制某一空間斷面的狀態(tài)和智能電網(wǎng)某一模 型或一系列模型在連續(xù)時間序列的運行狀態(tài)。
[0020] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述空間 斷面的狀態(tài)的建立過程為：將所述優(yōu)化結果的斷面數(shù)據(jù)通過模擬控制器按照空間進行整 合，輸出數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)模型進行模型維護；
[0021] 所述連續(xù)時間序列的運行狀態(tài)的建立過程為：將所述優(yōu)化結果的模型對象數(shù)據(jù)通 過所述模擬控制器的時間進行整合后，輸出數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)模型進行模型維護。
[0022] 本發(fā)明提供的又一優(yōu)選的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述步驟 (4) 中的仿真數(shù)據(jù)包括基于仿真對象的數(shù)據(jù)和基于仿真時間斷面的數(shù)據(jù)；在得到完整所述 仿真數(shù)據(jù)的基礎上建立仿真應用，對所述智能電網(wǎng)進行各方面分析。
[0023] 和最接近的現(xiàn)有技術比，本發(fā)明提供技術方案具有以下優(yōu)異效果
[0024] 1、本發(fā)明可在大規(guī)模新型可控單元加入智能電網(wǎng)后，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)運行行為、 優(yōu)化控制策略和不同運行模式的多時間尺度、全生命周期的聯(lián)合模擬仿真；
[0025] 2、本發(fā)明各仿真模型對象和仿真算法的交互都是通過多個獨立的Agent進行，每 個Agent具有自治性和協(xié)調(diào)性，實現(xiàn)了基于分布式架構的仿真；
[0026] 3、本發(fā)明基于MAS的分布式仿真架構能夠?qū)⒈旧砗軓碗s的仿真計算任務分解到 各個不同功能的計算模塊中，由各個模塊分布式計算相對簡單的子任務，然后通過Agent 的協(xié)調(diào)組合得出電網(wǎng)的運行狀態(tài)，提高計算速度；
[0027] 4、本發(fā)明通過模擬控制器，還可將電網(wǎng)運行狀態(tài)分別按空間和時間進行整合，為 智能電網(wǎng)的分析、應用提供全面的數(shù)據(jù)支持；
[0028] 5、本發(fā)明在此仿真方法的基礎上，可以繼續(xù)擴大應用范圍，對智能電網(wǎng)控制運行 進行更深入全面的模擬和分析。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029] 圖1為本發(fā)明的智能電網(wǎng)控制運行仿真結構圖；
[0030] 圖2為本發(fā)明的分布式微網(wǎng)優(yōu)化運行仿真計算結構圖圖；
[0031] 圖3為發(fā)明方法流程圖。
【具體實施方式】
[0032] 下面結合實施例對發(fā)明作進一步的詳細說明。
[0033] 實施例1 :
[0034] 如圖1-3所示，本例的發(fā)明智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，所述方法包 括以下步驟：
[0035] (1)對智能電網(wǎng)進行建立模型；
[0036] (2)模擬智能電網(wǎng)控制運行；
[0037] (3)確定未來所述模型狀態(tài)；
[0038] (4)確定智能電網(wǎng)的仿真數(shù)據(jù)。
[0039] 所述步驟（1)中模型包括影響控制運行的可控單元模型、電網(wǎng)拓撲結構、智能電 網(wǎng)模型的的時間觸發(fā)機制和智能電網(wǎng)模型的輸入輸出接口；所述可控單元模型包括分布式 電源模型、負荷模型、電動汽車模型和微網(wǎng)模型。所述電源模型通過各類電源的運行特性建 立仿真模型；所述電源模型包括通過可再生能源的隨機性和間歇性運行特性，建立的精細 化分布式電源仿真模型；柔性所述負荷模型等新型模型通過負荷可控單元的的變化規(guī)律， 建立可控負荷仿真模型；所述可再生能源包括風能、光能等。
[0040] 在步驟1的基礎上，所述步驟（2)的模擬過程為：
[0041] 如圖1所示，將復雜所述電網(wǎng)模型的計算分解為多個計算模塊；
[0042] 建立基于MAS的混合仿真計算；
[0043] 設置Multi-Agent多代理、所述電網(wǎng)模型、計算模塊以及不同計算模塊之間的聯(lián) 合協(xié)作機制。
[0044] 所述計算模塊包括電網(wǎng)電價計算模塊、電網(wǎng)潮流計算模塊和電網(wǎng)優(yōu)化運行計算模 塊。在所述MAS中設置一個上級代理agent與其他下級代理agent交互；所述上級代理 agent對所述電網(wǎng)的分布式優(yōu)化結果進行校驗，如滿足電網(wǎng)優(yōu)化約束條件，則該時間仿真結 束，等待下一時間或事件觸發(fā)；如不滿足電網(wǎng)優(yōu)化約束，則下發(fā)協(xié)調(diào)策略到其他相應的下級 代理Agent，直到最終滿足約束。
[0045] 如圖2所示，對多微網(wǎng)優(yōu)化運行計算任務的聯(lián)合協(xié)作機制的設置進行了舉例說 明。將多微網(wǎng)優(yōu)化運行計算任務分為多個計算模塊，其中包括電網(wǎng)電價計算模塊、電網(wǎng)潮流 計算模塊、單微網(wǎng)優(yōu)化運行計算模塊等。對每個微網(wǎng)模型，建立一個Agent進行交互，即N 個微網(wǎng)模型需要建立N個Agent。此外，設置一個上級Agent與這N個Agent進行交互。仿 真流程如下：
[0046] 2-1.時間觸發(fā)機制觸發(fā)AgentN+1調(diào)用電網(wǎng)電價計算模塊進行電網(wǎng)電價的計算，將 得到的結果下發(fā)至Agenl^?Agent N ;
[0047] 2-2. Agent?AgentN收到電網(wǎng)電價后，調(diào)用微網(wǎng)優(yōu)化運行計算模塊，根據(jù)各微網(wǎng) 不同設置進行分布式優(yōu)化計算，將優(yōu)化結果返回給Agent N+1 ;
[0048] 2-3. AgentN+1收集齊N個優(yōu)化結果后，調(diào)用電網(wǎng)潮流計算模塊及其他驗證計算模 塊對各微網(wǎng)分布式優(yōu)化結果進行校驗。如滿足約束條件，則該時間斷面仿真結束，等待下一 時間或事件觸發(fā)；如不滿足約束，則下發(fā)協(xié)調(diào)策略到相應的Agent，直到最終滿足約束。
[0049] 在上述步驟的基礎上，所述步驟（3)通過建立模擬控制器實現(xiàn)。所述步驟（3)中 的未來所述模型狀態(tài)包括智能電網(wǎng)運行控制某一空間斷面的狀態(tài)和智能電網(wǎng)某一模型或 一系列模型在連續(xù)時間序列的運行狀態(tài)。
[0050] 所述空間斷面的狀態(tài)的建立過程為：將所述優(yōu)化結果的斷面數(shù)據(jù)通過模擬控制器 按照空間進行整合，輸出數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)模型進行模型維護；
[0051] 所述連續(xù)時間序列的運行狀態(tài)的建立過程為：將所述優(yōu)化結果的模型對象數(shù)據(jù)通 過所述模擬控制器的時間進行整合后，輸出數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)模型進行模型維護。
[0052] 所述步驟（4)中的仿真數(shù)據(jù)包括基于仿真對象的數(shù)據(jù)和基于仿真時間斷面的數(shù) 據(jù)；在得到完整所述仿真數(shù)據(jù)的基礎上建立仿真應用，對所述智能電網(wǎng)進行各方面分析。例 如：分布式電源接入評價、需求側響應分析、電壓控制分析、配電自動化等等。
[0053] 通過上述實施步驟，可以將智能電網(wǎng)的復雜仿真計算任務分解成多個計算模塊， 通過分布式MAS與智能電網(wǎng)模型進行交互，實現(xiàn)對智能電網(wǎng)運行行為、優(yōu)化控制策略和不 同運行模式的多時間尺度、全生命周期的聯(lián)合模擬仿真。
[0054] 最后應當說明的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對其限制，所 屬領域的普通技術人員盡管參照上述實施例應當理解：依然可以對本發(fā)明的【具體實施方式】 進行修改或者等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申 請待批的本發(fā)明的權利要求保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所述方法包括以下步 驟： (1) 對智能電網(wǎng)進行建立模型； (2) 模擬智能電網(wǎng)控制運行； (3) 確定未來所述模型狀態(tài)； (4) 確定智能電網(wǎng)的仿真數(shù)據(jù)。
2. 如權利要求1所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述步驟（1)中模型包括影響控制運行的可控單元模型、電網(wǎng)拓撲結構、智能電網(wǎng)模型的時 間觸發(fā)機制和智能電網(wǎng)模型的輸入輸出接口；所述可控單元模型包括分布式電源模型、負 荷模型、電動汽車模型和微網(wǎng)模型。
3. 如權利要求2所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述電源模型通過各類電源的運行特性建立仿真模型；所述電源模型包括通過可再生能源的 隨機性和間歇性運行特性，建立的精細化分布式電源仿真模型；所述負荷模型通過負荷可 控單元的的變化規(guī)律，建立可控負荷仿真模型。
4. 如權利要求1所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述步驟（2)的模擬過程為： 將所述電網(wǎng)模型的計算分成計算模塊； 建立基于MAS的混合仿真計算； 設置Multi-Agent多代理、所述電網(wǎng)模型和計算模塊的聯(lián)合協(xié)作機制。
5. 如權利要求4所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述計算模塊包括電網(wǎng)電價計算模塊、電網(wǎng)潮流計算模塊和電網(wǎng)優(yōu)化運行計算模塊。
6. 如權利要求5所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：在 所述MAS中設置一個上級代理agent與其他下級代理agent交互；所述上級代理agent對 所述電網(wǎng)的分布式優(yōu)化結果進行校驗，如滿足電網(wǎng)優(yōu)化約束條件，則該時間仿真結束，等 待下一時間或事件觸發(fā)；如不滿足電網(wǎng)優(yōu)化約束，則下發(fā)協(xié)調(diào)策略到其他相應的下級代理 Agent，直到最終滿足約束。
7. 如權利要求6所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述步驟（3)通過建立模擬控制器實現(xiàn)。
8. 如權利要求7所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述步驟（3)中的未來所述模型狀態(tài)包括智能電網(wǎng)運行控制某一空間斷面的狀態(tài)和智能電 網(wǎng)某一模型或一系列模型在連續(xù)時間序列的運行狀態(tài)。
9. 如權利要求8所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述空間斷面的狀態(tài)的建立過程為：將所述優(yōu)化結果的斷面數(shù)據(jù)通過模擬控制器按照空間進 行整合，輸出數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)模型進行模型維護； 所述連續(xù)時間序列的運行狀態(tài)的建立過程為：將所述優(yōu)化結果的模型對象數(shù)據(jù)通過所 述模擬控制器的時間進行整合后，輸出數(shù)據(jù)對所述電網(wǎng)模型進行模型維護。
10. 如權利要求1所述的一種智能電網(wǎng)控制運行連續(xù)模擬的仿真方法，其特征在于：所 述步驟（4)中的仿真數(shù)據(jù)包括基于仿真對象的數(shù)據(jù)和基于仿真時間斷面的數(shù)據(jù)；在得到完 整所述仿真數(shù)據(jù)的基礎上建立仿真應用，對所述智能電網(wǎng)進行各方面分析。
【文檔編號】G05B17/02GK104090496SQ201410334783
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月15日 優(yōu)先權日:2014年7月15日
【發(fā)明者】楊占勇, 劉廣一, 蒲天驕, 劉克文, 范士雄, 楊洋 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學研究院