CN108092267B - 一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力技术规划技术领域，尤其涉及一种基于智能体的配电网接入规划系统与方法。所述规划方法包括以下步骤：S1：进行配电网拓扑建模，定义三层智能体结构，S2：将N个新能源可能接入节点分别组合后产生N种接入方案，将N种接入方案依次代入三层智能体结构；S3：针对目标接入方案更新底层智能体，顶层智能体逐级下发电价信息至底层智能体，根据负荷侧电价反馈曲线，修改电价；S4：启动全网潮流计算，本发明在能源互联网大背景下，将电源侧与负荷侧影响因素纳入规划考虑范畴；实现了规划模型对分布式能源大规模灵活接入；使价格流能够通过信息流作用于电力流，构建通过经济学规则来进行负荷侧调控的协同规划模型。

Description

一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法

技术领域

本发明涉及电力技术规划技术领域，尤其涉及一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法。

背景技术

以多能协调互补为目标，在电力设备集合的物理层面上，运用先进的物理信息融合技术，深度结合，形成了新的能源利用体系，即能源互联网,在能源互联网模式的广义能源协调发展模式下，传统的配电网接入规划模式已经不能匹配未来能源发展模式，传统的规划模式存在诸多问题:仅考虑电网本身规模的变化，忽视了能源生产环节和能源消费环节对能源输送环节的影响, 传统电网接入规划系统是依据接入点绑定的电气设备进行建模，如果电源接入点增加，需要更新全网设备表重新计算, 传统的规划建模多是考虑单向电力流，无法加载价格流的共同约束，在应对未来发展规划要求有天然缺陷。目前的传统电网实时监控与预警应用规划主要依靠经验，根据电网规划的规模来确定电网接入规划的规模，对于系统时序上的不均衡发展、能源互联网模式下的多种因素影响、均未进行系统考虑，直接影响规划的准确性与可实施性。

公开号为CN106532952A的文献公开了一种基于多智能体的含分布式电源配电网保护控制系统与方法,该系统包括基础层和决策层,基础层包括配置与配电网网络中的每一个断路器处的智能体,采集故障电流信号、对应断路器的开关状态、以及对应的智能体的位置信息，得到故障电流信号的暂态高频分量的极性；决策层为配置于配电网网络中的低压变电站的信息处理器，根据各智能体的位置关系确定出存在共输电线相邻关系的智能体和存在共母线相邻关系的的智能体，根据各智能体的位置关系和其极性输出，确定故障发生区段，但该配电网保护控制系统与方法未能解决规划模型对分布式能源大规模灵活接入的问题。

公开号为CN10336876A的文献公开了一种基于多智能体的开环配电网潮流仿真系统，具体涉及一种基于多智能体的开环配电网潮流仿真方法，该方法将反馈线段分为母线馈线段、负荷馈线段和终端馈线段，分别建立不同的Agent模型，同时确定Agent之间的信息交互规则、方式和信息包的内容格式，不同Agent进行初始化之后，设置各个Agent的计算结束规则，各个Agent通过接入信息包并进行计算，当满足规则后计算停止，最终得到配电网的潮流仿真计算结果。但该开环配电网潮流仿真系统不能够利用智能体的自我管理能力，更新相关智能体，无法适用于能源互联网环境下海量规划方案的分析目标。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于智能体的配电网接入规划系统与方法，解决传统的配电网接入规划系统不能匹配未来能源发展模式的问题。

本发明采用以下技术方案：一种基于智能体的配电网接入规划系统，是将N个新能源接入的可能方案带入三层智能体结构，所述三层智能体结构是一种自下而上的信息管理架构，包括底层、中间层和顶层，所述底层为设备类层，所述设备类层包括站内的开关类电气设备、母线类电气设备、变压器类电气设备、线路类电气设备等，所述中间层为变电站层，所述变电站层包括目标配电网的n个变电站，所述顶层为调控中心层，所述底层、所述中间层和所述顶层均受到各自层智能体管理，所述各自层智能体对本层实现逻辑管理，所述各层智能体实现本层智能体之间相互通信，所述各层智能体实现层间与相邻层智能体之间相互通信，所述各层智能体包括针对本配电网接入规划系统定义的8项特征：ID、知识库、动作库、状态库、感知、决策、行为、通信。

优选的，所述开关类电气设备、所述母线类电气设备、所述变压器类电气设备、所述线路类电气设备分别与开关类智能体、母线类智能体、变压器类智能体、线路类智能体逻辑连接并接受所对应智能体的管理，针对某一类电气设备的更新仅与本类的管理智能体相关，与其他类的管理智能体无关，具备类更新自相关性。

所述一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法包括以下步骤：

S1：进行配电网拓扑建模，定义三层智能体结构；

S2：将N个新能源可能接入节点按照接入容量的20%、40%、60%、80%依次接入，分别组合后产生N种接入方案，将产生的N种接入方案依次代入三层智能体结构；

S3：针对目标接入方案更新底层线路类智能体，顶层调度中心智能体逐级下发电价信息至底层智能体，根据负荷侧电价反馈曲线，底层智能体逐级上送至顶层调度中心智能体，修改电价，再次通过架构逐级下发电价至负荷侧；

S4：启动全网潮流计算，如果计算收敛且满足电网潮流计算关键性指标阈值要求，则输出该规划方案可行；

优选的，所述线路类智能体管理的电气设备因新能源接入进行更新启动潮流计算，所述开关类智能体、所述母线类智能体、以及与所述变压器类智能体无关设备类所管理的电气设备无需更新直接进行潮流计算。

优选的,所述步骤S4中全网潮流计算关键性指标包括系统节点电压越限指标和支路潮流过负荷指标。

本发明的有益效果是：本发明提供一种基于智能体的配电网接入规划系统与方法，所述系统将N个新能源接入的可能方案带入三层智能体结构，底层、中间层和顶层，其中：三层智能体的每一层由本层智能体实现逻辑管理，对内实现本智能体逻辑节点管理，对外实现层间智能体之间通信、与上下层智能体之间通信，底层设备类层智能体分别管理变电站内有相似特征的电气设备类，如：开关类、母线类、变压器类、线路类，每类设备层智能体管理变电站内本类具有相似电气特性的设备，向上受变电站智能体的管理，并实现层间各类智能体之间通信，并且设备类智能体的更新具备自相关性，所管理的电气设备类信息更新不影响同层其他类智能体模型；中间层变电站层智能体管理该变电站内底层设备类智能体，根据需求将不同特性的设备类智能体可进行合并、排序等操作，顶层调控中心智能体管理变电站智能体，可以根据电网拓扑位置、电压等级等特征进行操作；智能体包括针对本配电网接入规划系统定义的8项特征；其中：ID为规划系统中该智能体的唯一索引，知识库包含基本规划模型，能源生产环节规划，源-网-荷三侧协同规划，能源消费环节规划，安全约束条件，调度控制系统相关需求，调度数据网相关需求，动作库可以规划时序叠加机制，预测机制，潮流计算；状态库为智能体本体信息，包含层级、电气量、信息量、父节点信息，子节点信息等；感知能够根据上下层以及层间通信信息，更新自身本体信息，存入状态库；行为能够根据状态库的感知结果，基于知识库，执行动作库计算，给出配电网接入规划模型，并实证；通信能够支持与本层级智能体之间交互以及与上、下层级智能体之间交互。本发明在能源互联网大背景下，将电源侧与负荷侧影响因素纳入规划考虑范畴；实现了规划模型对分布式能源大规模灵活接入；使价格流能够通过信息流作用于电力流，构建通过经济学规则来进行负荷侧调控的协同规划模型。利用智能体的自我管理能力，海量分布式能源接入方案可以仅更新底层相关智能体，大幅降低了计算代价，适用于能源互联网环境下海量规划方案的分析目标。

附图说明

图1：本发明的三层智能体结构；

图2：本发明的配电网接入规划系统的方法。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

一种基于智能体的配电网接入规划系统，是将N个新能源接入的可能方案带入三层智能体结构，所述三层智能体结构如图1所示，所述三层智能体结构是一种自下而上的信息管理架构，包括底层、中间层和顶层，所述底层、所述中间层和所述顶层均受到各自层智能体管理，所述各自层智能体对本层实现逻辑管理，所述各层智能体实现本层智能体之间相互通信。所述各层智能体实现层间与相邻层智能体之间相互通信，所述底层为设备类层，所述设备类层包括站内的开关类电气设备、母线类电气设备、变压器类电气设备、线路类电气设备等，每类设备层智能体管理变电站内本类具有相似电气特性的设备，向上受变电站智能体的管理，并实现层间各类智能体之间通信，并且设备类智能体的更新具备自相关性，所管理的电气设备类信息更新不影响同层其他类智能体模型；所述中间层为变电站层，所述变电站层包括目标配电网的n个变电站：可以给每个变电站定义一个智能体，记为：变电站1智能体、变电站2智能体……变电站n智能体，每个变电站智能体负责管理本站的所有设备类智能体，作为设备类智能体的上一层，接受设备类智能体的上送信息，向设备类智能体下达指令，可以根据计算需求将不相关的智能体类合并考虑，或者根据关键性指标将设备类进行站内排序或多站排序，实现对设备类层的逻辑管理。所述顶层为调控中心层，顶层调控中心智能体管理变电站智能体，可以根据电网拓扑位置、电压等级等特征进行操作，所述各层智能体包括针对本配电网接入规划系统定义的8项特征：ID、知识库、动作库、状态库、感知、决策、行为、通信。

所述开关类电气设备、所述母线类电气设备、所述变压器类电气设备、所述线路类电气设备分别与开关类智能体、母线类智能体、变压器类智能体、线路类智能体逻辑连接并接受所对应智能体的管理，智能体利用其8项特征定义进行建模：①进行通用变量建模，②顶层、中间层、底层智能体建模，③底层设备层各类智能体建模，④信息传递过程建模；针对配电网潮流计算模型对象：基本节点，架空线路，电缆，变压器，调压器,电容器，负荷，潮流数据，风力发电机等，在计算过程中，以智能体模型调用配电网潮流计算对象，实现智能体对电气设备实体的管理。针对某一类电气设备的更新仅与本类的管理智能体相关，与其他类的管理智能体无关，具备类更新自相关性。这样所管理的电气设备类信息更新不影响同层其他类智能体模型，方便各类电气设备的管理。

如图2所示，一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法，包括以下步骤：

S1：进行配电网拓扑建模，将配电网各类电气设备建模，定义三层智能体结构，进行智能体建模；

S2：将N个新能源可能接入节点按照接入容量的20%、40%、60%、80%依次接入，分别组合后产生N种接入方案，将产生的N种接入方案依次代入三层智能体结构；

S3：针对目标接入方案（某一接入点和某一接入容量比例的组合）更新底层线路类智能体。电价方面：顶层调度中心智能体逐级下发电价信息至底层智能体，获取负荷侧电价反馈曲线后，底层智能体逐级上送至顶层调度中心智能体，调度中心智能体综合各个底层负荷反馈后修改电价策略，再次通过三层架构（顶层-中间层-底层）逐级下发电价至负荷侧，完成基于三层架构的电价响应；

S4：启动全网潮流计算，以1分钟为步长，计算一天的潮流，并将潮流计算结果发送给各级代理，如果计算收敛，计算关键指标（节点电压越限情况和线路过载情况），根据指标阈值确定配电网的脆弱节点与脆弱路径，继而依此输出规划方案。

（注：针对步骤S2-S4，使用变量i进行次数控制；将N赋值给变量i，而后如果满足风险指标和潮流计算收敛则输出该方案可行，而后将N-1赋值给变量i，依次计算，将N种接入方案全部完成计算）

所述线路类智能体管理的电气设备因新能源接入进行更新启动潮流计算，所述开关类智能体、所述母线类智能体、以及与所述变压器类智能体等无关设备类所管理的电气设备无需更新直接进行潮流计算，这样可以大幅降低了运算时间，大幅降低了计算代价，大大缩短了基于电网拓扑遍历更新的时间，提高应对输、配网联合计算的运算效率。

所述步骤S4中全网潮流计算关键性指标包括系统节点电压越限指标和支路潮流过负荷指标。结合分布式电源对电压和支路潮流的影响，利用了经济学规则来进行负荷侧调控的协同规划。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法，所述系统是将N个新能源接入的可能方案带入三层智能体结构，所述三层智能体结构是一种自下而上的信息管理架构，包括底层、中间层和顶层，所述底层为设备类层，所述设备类层包括站内的开关类电气设备、母线类电气设备、变压器类电气设备、线路类电气设备，所述中间层为变电站层，所述变电站层包括目标配电网的n个变电站，所述顶层为调控中心层，所述底层、所述中间层和所述顶层均受到各自层智能体管理，所述各自层智能体对本层实现逻辑管理，所述各层智能体实现本层智能体之间相互通信，所述各层智能体实现层间与相邻层智能体之间相互通信，所述各层智能体包括针对本配电网接入规划系统定义的8项特征：ID、知识库、动作库、状态库、感知、决策、行为、通信，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1：进行配电网拓扑建模，定义三层智能体结构；

S2：将N个新能源可能接入节点按照接入容量的20%、40%、60%、80%依次接入，分别组合后产生N种接入方案，将产生的N种接入方案依次代入三层智能体结构；

S3：针对目标接入方案更新底层线路类智能体，顶层调度中心智能体逐级下发电价信息至底层智能体，根据负荷侧电价反馈曲线，底层智能体逐级上送至顶层调度中心智能体，修改电价，再次通过架构逐级下发电价至负荷侧；

S4：启动全网潮流计算，如果计算收敛且满足电网潮流计算关键性指标阈值要求，则输出该规划方案可行。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法，其特征在于，所述开关类电气设备、所述母线类电气设备、所述变压器类电气设备、所述线路类电气设备分别与开关类智能体、母线类智能体、变压器类智能体、线路类智能体逻辑连接并接受所对应智能体的管理，针对某一类电气设备的更新仅与本类的管理智能体相关，与其他类的管理智能体无关，具备类更新自相关性。

3.根据权利要求2所述的一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法，其特征在于，所述线路类智能体管理的电气设备因新能源接入进行更新启动潮流计算，所述开关类智能体、所述母线类智能体、以及与所述变压器类智能体无关设备类所管理的电气设备无需更新直接进行潮流计算。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能体的配电网接入规划系统的方法，其特征在于：所述步骤S4中全网潮流计算关键性指标包括系统节点电压越限指标和支路潮流过负荷指标。

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