[发明专利]一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法

说明书

本发明提供一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法，涉及智能微网环境下的负荷管理技术领域。该方法首先建立区域电网内部的电力节点数据模型；考虑区域电网间的耦合关系，建立基于边缘计算的感知模型，感知联络线两端的电压与相角；计算区域电网间的线损，叠加区域电网内的发电与耗电功率得到区域电网的净有功功率；然后设定区域电网的目标函数；根据区域电网的目标函数推导区间电网经济效益最优目标函数；最后将区间电网的经济优化与负荷调整问题转化为分布式区域电网整体经济效益与区域间功率平衡耦合问题；将目标函数转化为增广拉格朗日函数，使用ADMM算法求解，实现电网系统负荷的调控。

技术领域

本发明涉及智能微网环境下的负荷管理技术领域，尤其涉及一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法。

背景技术

随着物联网技术与通信技术的发展，数据的计算方式逐渐发生转变，更多的边缘计算方式将取代传统的集中式计算。利用变电站资源建设运营充换电(储能)站和数据中心站的新模式已成为新的研究方向。意味着现阶段，变电站将由常规变电站逐渐向数字化、智能化方向发展。同时应运而生的变电站数据代理节点技术也将成为研究重点。

智能体的概念由Minsky在上世纪80年代提出，到目前为止还没有一个公认的普遍的定义。智能体的基本特性包括社会性、自治性、反应性和主动性；智能体的物理结构包括信息处理模块、环境感知模块、和执行模块等，可以利用自身系统接受、分析来自上下层的信息，根据设定的规则计算出最佳的处理策略。因此多智能体的引入促进了电力用户参与电网调峰，减少电网安全运行压力，平衡电网负荷，引导用户科学、合理用电；另一方面也能实现电力资源以及社会资源的优化配置，促进电力工业的可持续发展。随着新能源发电资源与柔性负荷大规模接入电网，电网调控能力得到提高。

目前的分布式控制一般针对分布式电源或负荷等单一类别，较少考虑可控负荷与分布式电源协同调控。即使少量考虑了电源与负荷的分布式调控，一般是完全分布式计算框架，没有考虑依托边缘计算等实际技术手段的实施可行性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法，实现整体电力系统的负荷平衡。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法，包括如下步骤：

步骤1：将一个地区内的电网以变电站为中心，根据变电站附近的电力节点划分成彼此相连的区域电网，在区域内部不考虑网损，建立区域电网内部的电力节点数据模型；

所述电力节点为各类用电及发电设备，建立的区域电网内部的电力节点数据模型包括火力发电的数据模型、风力发电的数学模型、光伏系统发电的数学模型以及柔性负荷的数学模型，具体建立方法为：

(a)建立火力发电的数学模型：

为了电网的可靠性和灵活性，火力发电的数据模型包括火力发电机的发电成本与运行约束，火力发电机的发电成本函数如下公式所示：

其中，为第k个火力发电机组的发电成本，是第k个火力发电机组区域内产生的有功功率，则是第k个火力发电机组火力发电的成本系数；

所述火力发电机组区域内的产生的有功功率受到以下因素的限制：

其中，和分别为火力发电机组火电出力的上限和下限；

(b)建立风力发电的数学模型：

根据风力发电的特性设定风力发电机的发电模型，考虑风力发电的功率输出曲线特性，单台风力发电机的发电功率表示为一个分段函数，如下公式所示：