[发明专利]一种基于Netlogo与Matlab的负荷分布式控制方法

说明书

本发明提供一种基于Netlogo与Matlab的负荷分布式控制方法，包括：建立基于Matlab与Netlogo的联合仿真平台及数据交互接口模块；建立负荷‑电价响应特性模型；得到各个负荷的总目标函数；设定负荷各个目标倾向度大小在0‑1之间，建立负荷动作策略；将动作策略以Netlogo中的坐标形式表示出来，各个负荷分别运动到Netlogo三维层面中相应的位置上，分别获得各个负荷代理的总功率；每个负荷代理将节点电价下发给其所管辖的负荷；系统达到收敛状态，即某个动作策略被选择的概率趋近于1，输出最优策略。本发明计算速度快，收敛性强，相较以往的电力系统仿真系统具有仿真过程直观可见的特点。

技术领域

本发明涉及一种大规模小负荷控制领域的方法，具体讲涉及一种基于Netlogo与Matlab的负荷分布式控制方法。

背景技术

目前，我国正在深化电力市场改革，更合理地配置资源，提高资源的利用率，促进电力工业与社会、经济、环境的协调发展。大用户直购电交易无疑是此次改革的突破口，对我国的电力市场建设具有重要意义。大用户直购电交易打破电网企业独家买卖电力的格局，在发电和售电侧引入竞争机制；同时促进电网输配分开，使终端用户进入电力市场。终端用户的加入意味着市场允许负荷在竞价模式下参与整个电网的功率平衡调整。在竞争性电力市场中，负荷的需求响应(DR)成为了需求侧管理的重点，即负荷根据价格信号或相应的激励机制，调节自身需求量从而保证系统安全可靠和经济运行。

市场未开放前，负荷无法参与系统功率平衡调节，故目前对于负荷控制方法研究较少，且现有的仿真平台仿真过程不直观可见，计算速度较慢，收敛性不强等缺点。负荷自身的多变性和不确定性使控制变得尤为困难，本发明基于多智能体的方法能够有效应对，因此本发明提出分布式控制方法对负荷进行控制。本发明提供的分布式控制方法中每个电力系统元件组成的模块具有一定的智能性，能够应对外界扰动，做出积极反应，同时通过自身与周边模块的沟通来实现自我调整以达到一定程度的自治，实现实时调度以及分布式调度，从而提高电网运行的可靠性和经济性。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于Netlogo与Matlab的负荷分布式控制方法，对负荷进行分布式协调控制。通过负荷-电价响应特性模型的建立，结合负荷所对应目标的目标倾向度构成负荷的策略集，采用强化学习算法获得负荷对应其最大总目标函数值的策略，并结合Matlab中的最优潮流计算，实现对电力系统中负荷多智能体优化控制。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种基于Netlogo与Matlab的负荷分布式控制方法，该控制方法基于强化学习算法，对每个负荷多智能体通用模块构造策略集，在策略集中选择对应总目标函数值最大的策略，包括如下步骤：

步骤1：建立基于Matlab与Netlogo的联合仿真平台及数据交互接口模块：Matlab用于电力系统的各项运算；Netlogo用于电力系统智能元件建模、负荷分布式控制和负荷代理的建立；

步骤2：分别根据负荷基准量、电价、经济性倾向度和舒适度倾向度，建立负荷-电价响应特性模型；

步骤3：根据所述负荷-电价响应特性模型，得到各个负荷的总目标函数；

步骤4：设定负荷各个目标倾向度大小在0-1之间，所有目标的目标倾向度构成的集合称为负荷动作策略集合；将0-1等距离离散化m份，每个目标的目标倾向度均有m个选择；

步骤5：定义并初始化负荷的每个策略的倾向系数和概率系数；按概率选择各负荷的动作策略，将动作策略以Netlogo中的坐标形式表示出来，各个负荷分别运动到Netlogo三维层面中相应的位置上，不同的位置对应不同的策略；

设定网络节点初始电价，根据对应的负荷-电价响应特性模型，获得此时各个负荷的功率，并且结合负荷代理针对对应负荷的管辖，分别获得各个负荷代理的总功率；