关键词:
智能电网
经济调度
多智能体一致性
动态事件触发
摘要:
随着全球能源结构转型和可再生能源快速发展,智能电网作为现代电力系统的核心,已成为实现高效、可靠和可持续能源管理的关键。经济调度作为智能电网的重要环节,其目标是优化电力资源配置、降低发电成本。传统集中式经济调度依赖中央控制器获取全局信息,难以应对未来大规模分布式能源接入带来的复杂性和不确定性。相比之下,分布式经济调度通过将决策权分散至多个节点,能够更好地适应智能电网的分布式特性。多智能体一致性理论为分布式经济调度提供理论基础,通过局部信息交互和协同决策实现分布式全局优化。因此,本文利用多智能体一致性理论设计分布式经济调度优化算法,可实现分布式全局优化决策,节省通讯资源,使得智能电网经济调度更加安全可靠。论文主要研究内容与贡献如下:
(1)研究基于多智能体一致性理论结合交替方向乘子法和投影方法,提出一种基于渐近时间一致性智能电网分布式经济调度优化算法。该算法能够解决带有发电机组供需平衡约束的智能电网经济调度分布式优化问题。所提出的算法只需本地相邻发电机组进行实时通讯即可在渐近时间内完成智能电网经济调度任务,使得发电机组的输出功率满足供需平衡约束条件,是一种完全分布式的经济调度算法。通过交替方向乘子法和矩阵理论对所提出的算法收敛性和最优性进行理论证明,并由仿真算例验证了所提出算法的有效性。
(2)研究基于有限时间一致性算法结合动态事件触发控制策略,提出一种基于有限时间一致性动态事件触发智能电网分布式经济调度优化算法。该算法能够解决考虑带有发电机组供需平衡和输出功率限制约束的智能电网经济调度分布式优化问题。所提出的算法能够在有限时间内完成智能电网经济调度任务,使得发电机组的输出功率满足输出功率限制约束条件,并且发电机组之间的信息通讯采用动态事件触发控制策略,能够更加有效节省通讯资源。通过李雅普诺夫稳定性理论对算法的收敛性和最优性进行证明,同时排除动态事件触发控制策略中的芝诺行为,并由两个仿真算例验证了所提出算法的有效性。
(3)研究基于固定时间一致性算法结合动态事件触发控制策略,提出一种基于切换拓扑固定时间一致性动态事件触发智能电网分布式经济调度优化算法。该算法能够解决切换拓扑下的智能电网经济调度分布式优化问题。所提出的算法能够在固定时间内完成发电机组在切换拓扑下的智能电网经济调度任务并且收敛时间不受发电机组的初始状态影响,同时发电机组之间采用动态事件触发控制策略进行通讯能够更加有效节省通讯资源;此外,该算法也能够固定时间内解决是否带有输出功率限制约束的智能电网经济调度问题。通过李雅普诺夫稳定性理论对算法的收敛性和最优性进行证明,同时排除动态事件触发控制策略中的芝诺行为,并由三个仿真算例验证了所提出算法的有效性。