主动配电网中多代理模拟技术与应用研究

doi:10.3969/j.issn.1000－7229.2017.02.004

摘要/Abstract

摘要： 针对主动配电网（active distribution network ，ADN）中分散式、主动性元件种类及数量的大幅增加，网络结构复杂管理控制难度日趋困难的问题，提出多代理技术是增加ADN中多类型主动性元件协调合作的新手段。该文综述了近年来国内外基于多代理系统对ADN中分布式能源管控、主动元件的协调控制、故障快速恢复以及区域自治的市场仿真4个方面的研究现状与成果，分析了多代理技术应用在ADN中的管理结构、通讯机制及适应于ADN发展的Agent模型。从ADN的主动性规划、多能流系统模式、博弈性市场机制及负荷主动管理能力等方面的发展趋势，展望了在未来如何更好地利用多代理技术，提高主动配电网的供电可靠性与经济性。

关键词: 主动配电网（ADN）, 多代理, 分布性, 协调控制, 动态博弈

Abstract: With the increase of the number and type of distributed and active components rise in active distribution network （AND）, the complex management and control of network structure has become increasingly difficult. The multi-agent technology is a new means to increase the coordination of multi-types active components in ADN. This paper introduces the research status and achievements at home and abroad of market simulation based on multi-agents in AND, including distributed energy control, the coordinated control of active components, fault fast recovery and regional autonomy. Then this paper analyzes the application of multi-agents technology in the ADN, includes management structure, communication mechanism, and agent model adapted to ADN development. Finally, from the development trend of the initiative of ADN planning, multi-energy flow system, market mechanism and the active management ability of load, this paper discusses how to better use multi-agents technology to improve the power supply reliability and economy of distribution network in the future.

Key words: active distribution network （AND）, multi-agents, distributivity, coordinated control, dynamic game

中图分类号:

TM 73

廖秋萍，吕林，刘友波，陈彬，张逸. 主动配电网中多代理模拟技术与应用研究[J]. 电力建设, 2017, 38(2): 28-.

LIAO Qiuping, LYU Lin, LIU Youbo, CHEN Bin, ZHANG Yi. Multi-Agents Simulation Technology and Its Application in Active Distribution Network#br#[J]. Electric Power Construction, 2017, 38(2): 28-.

参考文献

［1］郑刚，徐红兵，王新珩，等.基于智能多代理的变速恒频风电机组分布式控制策略［J］.电力系统自动化，2010，34（6）：94-97.
ZHENG Gang，XU Hongbing，WANG Xinheng，et al.Distributed control strategy for variable speed constant frequency wind power unit based on intelligent multi-agents［J］.Automation of Electric Power Systems，2010，34（6）：94-97.
［2］王健，王玮，屈志坚，等.基于多代理技术的含分布电源的智能配电网［J］.电力系统保护与控制，2010，38（11）：86-89.
WANG Jian, WANG Wei,QU Zhijian,et al.Intelligent distribution network with distribution generations based on multi-agent technology［J］.Power System Protection and Control，2010，38（11）：86-89.
［3］PROSTEJOVSKY A, MERDAN M, SCHITTER G,et al. Demonstration of a multi-agent-based control system for active electric power distribution grids［J］.IEEE International Workshop on Intelligent Energy Systems, 2013，92（1）：76-81.
［4］LI J F, SONG X H, MENG X L. Hierarchical control model of smart distribution network based on self-organizing multi-agent system［C］// Proceedings of the International Conference on Renewable Power Generation.Beijing: IET，2015:1-6.
［5］章健，张弛，董惠荣，等.基于多代理的含分布式能源的主动配电网及运营管理系统研究［J］.华东电力，2013，41（11）：2229-2232.
ZHANG Jian, ZHANG Chi, DONG Huirong, et al. Multi-agent based active distribution network with distributed energy resources and its operation management system［J］. East China Electric Power，2013，41（11）：2229-2232.
［6］艾芊，吴俊宏，章健.智能电网中清洁分布式能源的优化利用策略［J］.高电压技术，2009，35（11）：2813-2819.
AI Qian, WU Junhong, ZHANG Jian. Strategies for optimal use of clean distributed energy in smart grid［J］. High Voltage Engineering，2009，35（11）：2813-2819.
［7］艾芊，章健.基于多代理系统的微电网竞价优化策略［J］.电网技术，2010，34（2）：46-51.
AI Qian, ZHANG Jian. Optimization bidding strategies of microgrids based on multi-agent system［J］. Power System Technology，2010，34（2）：46-51.
［8］王兆宇，艾芊.基于QPSO 与 BPSO 算法的动态微电网多目标优化自愈［J］.电网技术，2012，36（10）：23-29.
WANG Zhaoyu, AI Qian. Multi-objective optimal self-healing of dynamic microgrid based on quantum-based PSO and binary PSO［J］. Power System Technology，2012，36（10）：23-29.
［9］朴龙健，艾芊，余志文，等.计及客户满意度的电动汽车多代理充电定价策略［J］.电力系统自动化，2015，9（22）：68-75.
PIAO Longjian, AI Qian, YU Zhiwen, et al. Multi-agent-based pricing strategy for electric vehicle charging considering customer satisfaction degree［J］.Automation of Electric Power Systems，2015，9（22）：68-75.
［10］LOGENTHIRAN T, SRINIVASAN D, KHAMBADKONE A M, et al. Multiagent system for real-time operation of a microgrid in real-time digital simulator［J］. IEEE Transactions on Smart Grid，2012， 3（2）:925-933.
［11］杨洋，吕林，肖万芳，等.主动配电网多代理能量管控的分层协同策略［J］，电力系统及其自动化学报，2016，28（7）：117-124.
YANG Yang, LV Lin, XIAO Wanfang, et al. A hierarchical coordination strategy of energy management based on multi-agent system in active distribution network［J］. Proceedings of the CSU-EPSA，2016，28（7）：117-124.
［12］MORSTYN T, HREDZAK B, AGELIDIS V G. Cooperative multi-agent control of heterogeneous storage devices distributed in a DC microgrid［J］. IEEE Transactions on Power Systems，2015，31（4）:1-13.
［13］丁明，马凯，毕锐.基于多代理系统的多微网能量协调控制［J］.电力系统保护与控制，2013，41（24）：1-8.
DING Ming, MA Kai, BI Rui. Energy coordination control of multi-microgrid based on multi-agent system［J］. Power System Protection and Control，2013，41（24）：1-8.
［14］江润洲，邱晓燕，李丹.基于多代理的多微网智能配电网动态博弈模型［J］.电网技术，2014，38（12）：3321-3327.
JIANG Runzhou,QIU Xiaoyan,LI Dan. Multi-agent system based dynamic game model of smart distribution network containing multi-microgrid［J］. Power System Technology，2014，38（12）：3321-3327.
［15］NI J, AI Q. Economic power transaction using coalitional game strategy in micro-grids［J］. IET Generation Transmission & Distribution，2016，10（1）:10-18.
［16］茆美琴，金鹏，奚媛媛，等.基于多因子和合同网协调机制的微网多Agent混和能量管理方法［J］.中国电机工程学报，2014，34（31）：5542-5552.
MAO Meiqin,JIN Peng,XI Yuanyuan,et al.Method of multi-agent hybrid energy management for microgrids based on multi-facotor evaluation and contract net protocol cooperative mechanism［J］. Proceedings of the CSEE，2014，34（31）：5542-5552.
［17］DOU C X, LIU B. Multi-agent based hierarchical hybrid control for smart microgrid［J］. IEEE Transactions on Smart Grid，2013，4（2）:771-778.
［18］DOU C, LV M, ZHAO T, et al. Decentralised coordinated control of microgrid based on multi-agent system［J］. IET Generation Transmission & Distribution，2015，9（16）:2474-2484.
［19］蒲天骄，刘克文，李烨，等.基于多代理系统的主动配电网自治协同控制及其仿真［J］.中国电机工程学报，2015，35（8）：1864-1874.
PU Tianjiao,LIU Kewen,LI Ye,et al.Multi-agent system based simulation verification for autonomy-cooperative optimization control on active distribution network［J］. Proceedings of the CSEE，2015，35（8）：1864-1874.
［20］于娜，于乐征，李国庆.智能电网环境下基于多代理的商业用户可控负荷管理策略［J］.电力系统自动化，2015，39（17）:89-95.
YU Na,YU Lezheng,LI Guoqing.Controllable load management strategy for commercial users based on multi-agent in smart grid environment［J］.Automation of Electric Power Systems，2015，39（17）：89-95.
［21］高赐威，董传燕，薛飞.基多代理系统的电动汽车充电行为仿真软件设计与实现［J］.中国电机工程学报，2012，32（31）：68-77.
GAO Ciwei,DONG Chuanyan,XUE Fei.Design and implementation of simulation software for electric vehicle charging behavior based on multi-agent system［J］. Proceedings of the CSEE，2012，32（31）：68-77.
［22］辛昊，严正，许少伦.基于多代理系统的电动汽车协调充电策略［J］.电网技术，2015，39（1）：48-54.
XIN Hao,YAN Zheng, XU Shaolun.Multi-agent system based coordinated charging strategy for electric vehicles［J］. Power System Technology，2015，39（1）：48-54.
［23］SERBAN E, SERBAN H. A control strategy for a distributed power generation microgrid application with voltage- and current-controlled source converter［J］. IEEE Transactions on Power Electronics，2010，25（12）:2981-2992.
［24］郝雨辰，吴在军，窦晓波，等. 多代理系统在直流微网稳定控制中的应用［J］.中国电机工程学报，2012，32（25）：27-35.
HAO Yuchen,WU Zaijun,DOU Xiaobo,et al.Application of multi-agent systems to the DC microgrid stability control［J］. Proceedings of the CSEE，2012，32（25）：27-35.
［25］李振坤，陈星莺，赵波，等.配电网动态重构的多代理协调优化方法［J］.中国电机工程学报，2008，28（34）：72-79.
LI Zhenkun, CHEN Xingying, ZHAO Bo,et al.Dynamic reconfiguration of the distribution network based on multi-agent systems［J］. Proceedings of the CSEE，2008，28（34）：72-79.
［26］GAMAGE T T, LIU Y, NGUYEN T A, et al. A novel flow invariants-based approach to microgrid management［J］. IEEE Transactions on Smart Grid，2015，6（2）:516-525.
［27］XIE J, LIU C C, SFORNA M. Distributed underfrequency load shedding using a multi-agent system［C］//PowerTech, 2015 IEEE Eindhoven. IEEE: Eindhoven，2015:1-6.
［28］贾浩帅，郑涛，赵萍，等.基于故障区域搜索的配电网故障定位算法［J］.电力系统自动化，2012，36（17）:62-66.
JIA Haoshuai,ZHENG Tao,ZHAO Ping,et al.Fault location algorithm for distribution system based on fault region searching［J］.Automation of Electric Power Systems，2012，36（17）:62-66.
［29］王平，余昆，李振坤，等.采用多代理技术提高高压配电网的供电可靠性［J］.中国电机工程学报，2009，29（S1）:50-54.
WANG Ping,YU Kun,LI Zhenkun,et al.Application of muliti-agent technology to enhance power supply reliability of high voltage distribution network［J］. Proceedings of the CSEE，2009，29（S1）:50-54.
［30］卢志刚，叶治格，杨丽君. 基于黑板模型的配电网多故障分时段动态恢复［J］.电网技术，2012，36（9）:198-202.
LU Zhigang,YE Zhige,YANG Lijun.An approach of time interval-divided multi-fault dynamic restoration for distribution network based on blackboard model［J］. Power System Technology，2012，36（9）:198-202.
［31］黎恒烜，孙海顺，文劲宇.含分布式电源的配电网多代理故障自恢复系统［J］.中国电机工程学报，2012，32（4）:49-56.
LI Hengxuan,SUN Haishun,WEN Jinyu. A multi-agent system for reconfiguration of distribution systems with distributed generations［J］. Proceedings of the CSEE，2012，32（4）:49-56.
［32］GHANBARI T, FARJAH E. A Multiagent-based fault-current limiting scheme for the microgrids［J］. IEEE Transactions on Power Delivery，2013，29（2）:525-533.
［33］李振坤，周伟杰，纪卉，等.主从控制模式下有源配电网供电恢复研究［J］.电网技术，2014,38（9）:2575-2581.
LI Zhenkun,ZHOU Weijie,JI Hui,et al.Service restoration of distribution system containing dg under master-slave control mode［J］.Power System Technology，2014,38（9）:2575-2581.
［34］魏巍，李兴源，廖萍，等.含分布式电源的电力系统多代理故障恢复新方法［J］.电力系统自动化，2009，33（3）:89-93.
WEI Wei,LI Xingyuan,LIAO Ping,et al.A new multi-agent fault restoration method for power system with distribution generations［J］.Automation of Electric Power Systems，2009，33（3）:89-93.
［35］杨丽君，刘建超，曹良晶，等.基于黑板模型的配电网故障恢复多代理协作机制设计［J］.电力系统自动化，2012，36（6）:85-89.
YANG Lijun,LIU Jianchao,CAO Liangjing,et al.Multi-agent coordinated mechanism design of distribution network fault restoration based on blackboard model［J］.Automation of Electric Power Systems，2012，36（6）:85-89.
［36］杨伟，胡军，张俊芳，等.基于Agent的电力系统紧急控制方案［J］.电网技术，2007，31（18）:53-57.
YANG Wei,HU Jun,ZHANG Junfang,et al.Emergency control scheme of power system based on agent［J］.Power System Technology，2007，31（18）:53-57.
［37］刘新东，李伟华，朱勇，等.基于多代理技术的分布式电网自愈控制策略研究［J］.电力系统保护与控制，2012,40（17）:116-120.
LIU Xindong,LI Weihua,ZHU Yong,et al.Research on self-healing control of distributed networks based on multi-agent technology［J］.Power System Protection and Control，2012,40（17）:116-120.
［38］李学平，卢志刚，刘照拯，等.含分布式电源的配电网多故障抢修的多代理策略研究［J］.电工技术学报，2013,28（8）:48-55.
LI Xueping, LU Zhigang, LIU Zhaozheng,et al.Multi-agent strategy of distribution networks multi-faults rush-repair with distributed generators［J］. Transactions of China Electrotechnical Society，2013,28（8）:48-55.
［39］卢志刚，王克胜.基于多代理方法的配电网故障应急抢修调度［J］.电网技术，2013，37（1）:137-143.
LU Zhigang,WANG Kesheng.Multi-agent based rush repair scheduling for distribution networks［J］.Power System Technology，2013，37（1）:137-143.
［40］宋依群.电力市场的多代理模型［J］.中国电机工程学报，2005,25（8）:80-83.
SONG Yiqun.Multi-agent model of electricity market［J］. Proceedings of the CSEE，2005,25（8）:80-83.
［41］KUMAR NUNNA H S V S, DOOLLA S. Multiagent-based distributed-energy-resource management for intelligent microgrids［J］. IEEE Transactions on Industrial Electronics，2013，60（4）: 1678-1687.
［42］艾欣，陈炜.考虑容量管理的主动配电网市场化实时竞价运营模式［J］.中国电机工程学报，2014，34（22），3743-3749.
AI Xin,CHEN Wei.Marketization real-time bidding operation mode of the active distribution network with consideration of capacity management［J］. Proceedings of the CSEE，2014，34（22），3743-3749.
［43］MAO M, JIN P, HATZIARGYRIOU N D, et al. Multiagent-based hybrid energy management system for microgrids［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy，2014，5（3）:938-946.
［44］BIDRAM A, DAVOUDI A, LEWIS F L, et al. Secondary control of microgrids based on distributed cooperative control of multi-agent systems［J］.IET Generation Transmission & Distribution，2013，7（8）:822-831.
［45］NGUYEN P H, KLING W L, RIBEIRO P F. Agent-based power routing in active distribution networks［C］//Proceedings of the 2nd IEEE PES International Conference and Exhibition on Innovative Smart Grid Technologies. Manchester, United Kingdom: IEEE，2011:1-6.
［46］卫志农，余爽，孙国强，等.虚拟电厂的概念与发展［J］.电力系统自动化，2013，37（13）:1-9.
WEI Zhinong,YU Shuang,SUN Guoqiang,et al.Concept and development of virtual power plant［J］.Automation of Electric Power Systems，2013，37（13）:1-9.
［47］TIAN P, XIAO X, WANG K, et al. A hierarchical energy management system based on hierarchical optimization for microgrid community economic operation［J］. IEEE Transactions on Smart Grid，2015，7（5）2230-2241.

[1]	沈宝兴，林琳，董倩，唐璁，江守其，辛业春. MMC-HVDC孤岛供电系统交流故障穿越协调控制策略[J]. 电力建设, 2020, 41(6): 93-99.
[2]	孙雨潇，朱俊澎，袁越. 基于动态孤岛混合整数线性规划模型的主动配电网可靠性分析[J]. 电力建设, 2019, 40(5): 90-97.
[3]	刘中原，王维庆，王海云，袁成玉，王亮，李永钦，丁文彬. 基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略[J]. 电力建设, 2019, 40(2): 100-.
[4]	明煦，陈艳，刘源，邹芹，李玮，胡文博，王宣，杨军. 适应于光伏接入与商圈通勤需求的电动汽车充换电能量管理策略[J]. 电力建设, 2019, 40(1): 49-59.
[5]	华亮亮,黄伟，葛良军，刘立夫. 计及需求响应的主动配电网双层优化调度模型[J]. 电力建设, 2018, 39(9): 112-119.
[6]	邢海军，洪绍云，范宏，赵晓莉. 面向“源-网-荷-储”的主动配电网优化重构及协调调度研究[J]. 电力建设, 2018, 39(8): 18-23.
[7]	钟国彬，吴涛，曾杰，谢开贵，王超，胡博. 基于离散傅里叶变换的主动配电网混合储能容量优化配置[J]. 电力建设, 2018, 39(8): 85-93.
[8]	孟明，朱国林，魏怡. 基于最优潮流的交直流配电网分层控制策略[J]. 电力建设, 2018, 39(8): 94-101.
[9]	田艳军, 陈波，王毅，王慧，魏石磊. DC/DC与DC/AC级联变流器阻抗协调控制策略[J]. 电力建设, 2018, 39(7): 64-73.
[10]	董雷，明捷，孟天骄，陈乃仕，蒲天骄. 基于模型预测控制的含柔性直流装置的主动配电网电压控制[J]. 电力建设, 2018, 39(7): 123-128.
[11]	韩宇, 彭克，王敬华，徐丙垠，李俊格，赵曰浩. 多能协同综合能源系统协调控制关键技术研究现状与展望[J]. 电力建设, 2018, 39(12): 81-87.
[12]	陈美福，夏明超，陈奇芳，宋玉光，杨帅. 主动配电网源-网-荷-储协调调度研究综述[J]. 电力建设, 2018, 39(11): 109-118.
[13]	邓旗,张英敏,曾琦,张立奎,李志晗. 一种VSC-MTDC系统的综合协调控制策略 [J]. 电力建设, 2017, 38(8): 59-.
[14]	洪潮，时伯年，孙刚，张野,杨健，刘斌. 基于LCC-MMC的三端混合直流输电系统故障特性与控制保护策略[J]. 电力建设, 2017, 38(8): 73-.
[15]	邵冰冰, 韩民晓，郭抒颖，孟昭君. 多端柔性直流输电系统交流侧故障穿越功率协调控制[J]. 电力建设, 2017, 38(8): 109-.