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“第25届中国高校电力系统及其自动化专业学术年会”含微网的配电网电能质量多代理控制研究吕志鹏，罗安，蒋雯倩，沈瑶（湖南大学电气与信息工程学院，湖南省，长沙市，410082）摘 要：针对分布式电源、微网的并入对配网带来的消极影响，提出了一种含分布式电源、微网的配电网电能质量多代理控制系统结构，建立了以电能质量国家标准为控制目标，综合考虑线路短路容量、分布式电源及微网极限出力、电能质量校正装置容量为约束条件的配电网电能质量综合控制模型，由中央电能质量控制代理、高压电能质量校正代理、低压电能质量校正代理、分布式电源代理、低压微网控制代理、母线控制代理以及负荷代理组成。
通过对某110kV变电站进行电能质量改进的算例进行了多种工况的控制分析，验证了所提出的控制模型与控制方法的正确性和有效性。
关键词：配电网；分布式发电；微网；电能质量；多代理0 引言新兴的大电网与分布式发电(DG, Distributed Generation)相结合的模式被认为是节省投资，降低能耗，提高供电可靠性和灵活性实现科学用能的重要形式，分布式发电装机的形式是在配电网靠近用户侧接入一般不超过50MW的分布式电源，由分布式电源、配套储能装置、负荷以及电力电子转换装置等组成的可控的，高度自治运行的小型电力系统被称为微网。
对于含有分布式电源的县级供电企业来说，分布式发电可以综合利用本地优势资源，向用户提供清洁和可靠的能源。
但分布式发电引入配电系统后也会给配网的电能质量带来消极影响。
在县级供电企业中，配电网作为电力系统的最末端直接与用户（尤其是居民用户）相连，本身的电能质量指标就比较落后，分布式发电引入配电系统后其电能质量水平直接影响到用户的日常生活和经济活动，各种电能质量问题如电压跌落、闪变、短时供电中断、三相不平衡以及谐波等问题使得更易发生供电阻塞以及次生故障的发生。
也不能完全照搬传统配电网电能质量校正的主要形式如有源电力滤波器(APF)、静止无功补偿器(SVC)等来经济、高效的解决含分布式电源、微网的县级供电企业配电网电能质量的治理问题。
多代理系统及其在电力系统中的应用刘红进1,袁 斌1,戴宏伟1,祁达才2,焦连伟2,倪以信1,吴复立1(1.香港大学电机电子工程系,香港; 2.清华大学电机系,北京100084)摘要:多代理技术(m ulti-agent techno logy )是计算机技术、网络技术和分布式人工智能相结合的产物,是近年来新兴的计算机软件工程技术之一。
它为大量存在于科学计算、机械工程、生产控制、电子商务、企业管理和电力系统等广阔领域的复杂的分布式、开放式系统的设计和实现提供了新的途径和方法。
文中对多代理技术的特征,相关的技术以及目前在电力系统计算和设计、电力市场及其仿真等方面的应用做了概要介绍。
在其他方面的应用,如经济学领域,以参考文献的形式给出。
关键词:多代理技术;分布式人工智能;网络技术;电力系统;电力市场中图分类号:TP 31;TM 769收稿日期:2001-04-09;修回日期:2001-06-08。
国家重点基础研究专项基金(G1998020305)、香港政府大学研究基金(RG C)及香港大学研究基金(CRCG)资助项目。
0 引言随着分布式人工智能的需要和计算机技术的发展,近年来多代理技术(multi-ag ent tech nolog y )得到迅速发展并成为多学科交叉领域中的一个热门研究课题,为存在于科学计算、机械工程、生产控制、电子商务、企业管理和电力系统等领域的分布、开放式系统的设计和实现提供了新的途径和方法。
本文介绍多代理系统的基本原理和技术,并综述其在电力系统分析计算和电力市场及其仿真等方面的应用,对在其他领域的应用也做了简单介绍,以期起到抛砖引玉的作用。
本文所论述的多代理系统中的“代理”(agent)主要指软件代理(so ftw are agent ),而不包括其他如智能机器人等物理或硬件形式的“代理”。
1 多代理技术的历史及其发展[1]多代理技术的思想可以上溯到近20年前,最初由分布式人工智能(distributed artificial intellig ence ,缩写为DAI )和人工生命(artificial life,缩写为AL)科学的发展需要而产生的。
ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００９－３２３０.２０２０.０４.００８油田多能互补分布式能源站技术应用李㊀庆(大庆油田工程有限公司ꎬ大庆１６３０００)摘㊀要:风㊁光伏等新能源发电项目兴起ꎬ需要火力发电机组做调峰ꎬ传统的天然气发电项目因成本问题受到限制ꎬ随着分布式能源站技术推广ꎬ利用燃气发电机组快速调峰能力ꎬ融合新能源发电ꎬ多能互补能源供应系统技术得以应用ꎬ新能源利用率显著提高ꎮ油田天然气资源丰富ꎬ风㊁光能充沛ꎬ电网规模容量大ꎬ诸多条件决定了油田具备建立多能互补能源系统的优势ꎮ对油田多能互补能源优化利用ꎬ多能互补分布式能源站建设方式ꎬ运行调节㊁能源梯级利用节能效果进行了分析研究ꎮ关键词:多能互补ꎻ分布式能源站ꎻ燃气发电ꎻ油田含油污水余热中图分类号:ＴＥ０９㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀文章编号:１００９－３２３０(２０２０)０４－００３０－０４ＯｉｌｆｉｅｌｄＭｕｌｔｉ－ｅｎｅｒｇｙＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＥｎｅｒｇｙＳｔａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＬＩＱｉｎｇ(ＤａｑｉｎｇＯｉｌｆｉｅｌｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＤａｑｉｎｇ１６３０００ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｔｈｅｒｉｓｅｏｆｗｉｎｄꎬｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｎｄｏｔｈｅｒｎｅｗｅｎｅｒｇｙｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｓｒｅｑｕｉｒｅｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｔｓｔｏｐｅｒｆｏｒｍｐｅａｋｓｈａｖｉｎｇ.Ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｎａｔｕｒａｌｇａｓｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｊｅｃｔｓａｒｅｌｉｍｉｔｅｄｄｕｅｔｏｃｏｓｔｉｓｓｕｅｓ.Ｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｆｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｓｔａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｔｈｅｕｓｅｏｆｇａｓｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｔｏｑｕｉｃｋｌｙｐｅａｋｓｈａｖｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓａｎｄｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎꎬｍｕｌｔｉ－ｅｎｅｒｇｙｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｅｎｅｒｇｙｓｕｐｐｌｙｓｙｓｔｅｍｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄꎬａｎｄｔｈｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｎｅｗｅｎｅｒｇｙｈａｓｂｅｅｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄ.Ｏｉｌｆｉｅｌｄｓａｒｅｒｉｃｈｉｎｎａｔｕｒａｌｇａｓｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬａｂｕｎｄａｎｔｗｉｎｄａｎｄｓｏｌａｒｅｎｅｒｇｙꎬａｎｄｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｐｏｗｅｒｇｒｉｄｃａｐａｃｉｔｙ.Ｍａｎｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｏｉｌｆｉｅｌｄｓｉｎｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｍｕｌｔｉ－ｅｎｅｒｇｙｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｅｎｅｒｇｙｓｙｓｔｅｍｓ.Ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｍｕｌｔｉ－ｅｎｅｒｇｙｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｅｎｅｒｇｙｓｏｕｒｃｅｓｉｎｔｈｅｏｉｌｆｉｅｌｄꎬｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｍｕｌｔｉ－ｅｎｅｒｇｙｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｓｔａｔｉｏｎｓꎬｏｐｅｒａｔｉｏｎａｄｊｕｓｔｍｅｎｔꎬａｎｄｅｎｅｒｇｙ－ｓａｖｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｅｎｅｒｇｙｃａｓｃａｄｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｓｔｕｄｉｅｄ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｉｔｙꎻｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｅｎｅｒｇｙｓｔａｔｉｏｎꎻｇａｓｐｏｗｅｒｇｅｎｅｒａｔｉｏｎꎻｗａｓｔｅｈｅａｔｏｆｏｉｌｙｓｅｗａｇｅｉｎｏｉｌｆｉｅｌｄ０㊀引㊀言收稿日期:２０２０－０３－２０㊀㊀修订日期:２０２０－０３－２６作者简介:李㊀庆(１９６７－)ꎬ男ꎬ本科ꎬ高级工程师ꎬ从事油田管道设计及能源动力研究工作ꎮ近几年我国天然气发电发展速度较快ꎬ因天然气价高ꎬ发电成本远高于传统煤电ꎬ未来规模发展受政策影响较大ꎮ新能源发电稳定性不佳ꎬ调峰能力不足ꎬ为天然气发电与新能源融合发展创造了条件ꎮ天然气发电与风电㊁光伏融合发展可解决弃风㊁弃光问题ꎬ提高发电小时数ꎬ降低发电成本ꎮ当前ꎬ风电㊁光伏等新能源的快速发展已是大势所趋ꎬ天然气作为传统能源在能源生产和消费革命的大背景下ꎬ必须要重新定位ꎬ处理好与新能源之间的发展关系ꎬ扩大天然气利用领域ꎬ探索天然气与风能㊁光能等清洁能源融合发展路径ꎮ确保在未来能源体系中占据有利地位ꎮ１㊀油田多能互补能源优化利用多能互补系统是传统分布式能源应用的拓展ꎬ多种能源按照不同资源条件和用能对象ꎬ采取多种能源互相补充和梯级利用ꎬ从而提升能源系统的综合利用效率ꎬ缓解能源供需矛盾ꎬ构成丰富的清洁㊁低碳供能结构体系ꎮ１.１㊀油田多能互补能源站建设优势１.１.１㊀风力资源大庆地区风能源开发潜力大ꎮ春秋风速偏大ꎬ冬夏风速较小ꎬ呈季风特征ꎮ年有效风速持续时间长ꎬ年平均风速３.８ｍ/ｓꎬ个别地区在７ｍ/ｓ以上ꎬ年大于６级风日数为３０天ꎬ７０ｍ轮毂高度全年有效风速可利用小时数为２８１６ｈ以上ꎬ全市可供开发风电资源总量在５００万ｋＷ以上ꎮ１.１.２㊀地热资源大庆油田低温余热丰富ꎬ用热需求大ꎮ油田最大可利用地热资源为含油污水ꎮ回注含油污水量１９５.１７ˑ１０４ｍ３/ｄꎬ含油污水的温度基本在３０－３５ħ之间ꎬ蕴含丰富的热能ꎮ按照水源热泵最高提取温度１０ħ计算ꎬ每年可提取余热量折算１０１.８万ｔ标准煤ꎮ１.１.３㊀油田电网大庆油田电力网消纳能力强ꎮ作为最大油田ꎬ疆域广阔ꎬ拥有自己的电厂与企业电网ꎬ电力网消纳能力强ꎮ同时拥有总量大ꎬ相对平稳的电力㊁热力需求ꎬ年发电量约５０亿ｋＷ ｈꎬ年供电量１５０亿ｋＷ ｈꎮ１.１.４㊀技术路线油田多能互补分布能源站适合采用 终端模式 ꎬ实现多能协同供应和能源梯级利用ꎮ油田站场进行风㊁气㊁地热资源相互融合ꎬ气电㊁风电相互补充ꎬ最大限度消纳风电ꎬ气电调峰ꎬ稳定输出电量接入油田电网ꎻ燃气发电机组高温烟气余热回收ꎬ烟气型补燃吸收式热泵机组ꎬ回收含油污水余热ꎬ供站场用热ꎮ技术路线框图如图１所示ꎮ图１２㊀油田多能互补分布式能源站油田分布式能源站采用风电－气电多能互补方式ꎬ保持发电系统输出功率在一段时间内相对稳定ꎬ以风力发电为主ꎬ不足的电量由燃气发电进行补充ꎬ机组产生的余热全部回收利用ꎮ风力发电与燃气发电在能源站升压至３５ｋＶ后就近接入油田１１０ｋＶ变电所ꎮ为提高上网电量ꎬ风电场控制在最大功率跟踪模式ꎬ以最大程度利用风能ꎮ同时向区域电网能量管理系统上传输出功率等信息ꎮ能量管理系统综合风功率预测系统的数据和风电场传输的实时数据ꎬ得到燃机出力的基准值ꎬ对燃机出力进行调节ꎮ油田典型站场冬季生产㊁供暖供热负荷约９ ５ＭＷꎬ夏季生产供热负荷４.８ＭＷꎬ选用２台燃气发电机组ꎬ额定发电功率５.８３８ＭＷꎻ每台机组配１台烟气型补燃吸收式热泵机组ꎬ供热负荷５ＭＷꎮ风力发电站规模可按照４台３ＭＷ风力发电机ꎮ本工程工艺系统流程框图如图２所示ꎮ３㊀油田多能互补分布式能源站节能分析３.１㊀分布式能源站运行机制燃气机组余热负荷与站场热负荷相匹配ꎬ最图２大限度实现能源梯级利用ꎮ全年发电功率分阶段稳定输出保持在８~１２ＭＷ之间ꎬ年发电量约８２５０ˑ１０４ｋＷ ｈꎮ风力发电功率与燃气发电功率互补曲线图㊁油田站场用热负荷与气电提供热负荷曲线分别如图３－４所示ꎮ图３㊀风力发电功率与燃气发电功率曲线图３.２㊀多能互补能源站输出调节分布式能源站以分阶段输出稳定电量为基本原则ꎬ风电全部消纳ꎬ燃气发电做调峰ꎬ燃机余热全部回收ꎬ做到能源梯级利用ꎮ气电最大发电功率根据供热负荷的季节变化做调整ꎮ图４㊀站场用热负荷与燃气发电机组余热负荷曲线图风力电站与燃气发电功率变化曲线ꎬ燃气电站供热负荷变化曲线分别如图５－６所示ꎮ风电与气电电力输出互补关系如图７所示ꎮ风力发电站４台３ＭＷ风电机组ꎬ经计算全年利用小时数约２８１６小时ꎬ年发电量３３８０ˑ１０４ｋＷ ｈꎮ燃气电站２台５.８３８ＭＷ燃气发电机组ꎬ受供热负荷与总发电功率的限制ꎬ全年利用小时数约４１７３小时ꎬ年发电量４８７０ˑ１０４ｋＷ ｈꎮ３.３㊀分布式能源站消耗及产出分布式能源站夏季发电输出功率８ＭＷꎬ冬季发电输出功率１２ＭＷꎮ年发电量为８２５０ˑ１０４ｋＷ ｈꎬ年供热量为１９.８ˑ１０４ＧＪꎬ年消耗天然气量为１０９６ˑ１０４Ｎｍ３ꎮ与同等规模燃气发电比较节省天然气约６００ˑ１０４Ｎｍ３ꎮ图５㊀风力发电与燃气发电功率曲线图图６㊀燃气电站供热负荷曲线图图７㊀全年燃气发电量曲线图４㊀结束语天然气多能互补分布式能源站燃气内燃机组做风电调峰ꎬ负荷变化频率高ꎬ变化范围大ꎬ对国内燃气发动机组运行性能ꎬ发电系统调控技术提出较高要求ꎮ设备性能㊁调节技术突破ꎬ实现多能互补㊁能源梯级利用ꎬ可以为用户提供安全㊁稳定㊁可靠的电力和热力等能源保障ꎬ具有较好的经济效益和社会效益ꎮ。
能源互联网“源网荷储”协调优化运营模式及关键技术一、本文概述随着全球能源结构的转型和智能化的发展，能源互联网作为一种新型的能源体系架构，正逐渐展现出其巨大的潜力和价值。
能源互联网通过实现能源生产、传输、分配和消费的全面互联，旨在提高能源利用效率、保障能源安全、促进能源可持续发展。
其中，“源网荷储”作为能源互联网的核心组成部分，其协调优化运营模式及关键技术的研究与应用，对于推动能源互联网的健康发展具有重要意义。
本文旨在深入探讨能源互联网“源网荷储”协调优化运营模式及关键技术。
我们将对能源互联网的基本概念、发展历程及其重要性进行概述，明确研究背景和意义。
我们将重点分析“源网荷储”的内涵及其相互关系，探讨如何实现各环节之间的协调优化。
在此基础上，我们将进一步研究能源互联网的关键技术，如智能电网技术、储能技术、能源管理技术等，并分析这些技术在“源网荷储”协调优化中的应用。
我们将总结当前的研究成果和不足，展望未来研究趋势和发展方向，以期为能源互联网的持续发展提供有益的参考和借鉴。
通过本文的研究，我们期望能够为能源互联网的“源网荷储”协调优化运营模式提供理论支持和实践指导，推动能源互联网的创新发展，为实现全球能源结构的绿色转型和可持续发展做出贡献。
二、能源互联网发展现状与挑战能源互联网，作为现代科技与能源产业深度融合的产物，旨在构建一个高效、智能、可持续的能源体系。
其核心在于通过先进的信息技术，实现能源生产、传输、分配、消费等各个环节的互联互通和协调优化。
然而，尽管能源互联网展现出巨大的潜力和发展前景，其发展现状仍面临诸多挑战。
在能源生产方面，可再生能源的大规模接入和分布式电源的兴起，使得能源互联网的能源供给呈现出多元化、不确定性的特点。
这要求能源互联网必须具备高度的自适应能力和灵活性，以适应不断变化的能源供应情况。
在能源传输方面，能源互联网的构建需要建立一个覆盖广泛、高效智能的电力网络。
然而，现有的电网基础设施尚不能完全满足这一需求，尤其是在偏远地区和发展中国家。
多能源互补与综合利用的技术研究在当前全球气候变化和能源安全的背景下，能源的多样化和可持续利用已经成为全球关注的热点问题。
多能源互补与综合利用的技术研究，作为一种促进能源转型和提高能源利用效率的重要方式，正在得到越来越多的关注和投入。
我国是世界上最大的能源消费国之一，能源结构的优化升级对于我国的经济可持续发展至关重要。
在过去的几十年里，我国过度依赖传统化石能源，尤其是对煤炭的过度开采和使用，导致环境污染问题愈加突出。
因此，我国急需加快能源结构调整，推动多能源互补与综合利用的技术研究和应用。
多能源互补与综合利用的技术研究，旨在通过整合和优化各种能源资源，实现能源的高效利用和减少对传统能源的依赖。
其中，可再生能源是当前研究的重点之一。
太阳能、风能、水能等可再生能源具有丰富的资源量和清洁的特点，通过开发这些资源，可以有效减少对传统能源的消耗，减少温室气体排放，为环境保护和气候变化防控做出贡献。
在我国，太阳能光伏发电是当前最具发展潜力的可再生能源之一。
随着技术的不断进步和成本的不断下降，光伏发电已经成为我国能源转型的重要组成部分。
多能源互补与综合利用的技术研究也在不断完善光伏发电系统的性能，提高发电效率和稳定性，实现光伏发电与传统电网的互补和协同。
除了太阳能光伏发电，风能、水能等可再生能源也在我国得到了广泛的应用和推广。
随着技术的不断成熟和经济性的逐渐改善，这些可再生能源将逐渐成为我国能源结构的重要组成部分，为我国能源转型和可持续发展注入新的活力。
除了可再生能源，生物能源也是多能源互补与综合利用的技术研究的重要内容之一。
生物能源是利用生物质作为原料生产能源的一种方式，具有资源广泛、再生快速和减少温室气体排放的优势。
通过生物质燃烧、生物质制氢等技术手段，可以实现生物能源的高效利用，为我国能源结构的优化和环境保护做出贡献。
在多能源互补与综合利用的技术研究中，能源储存和调度技术也起着至关重要的作用。
能源的可再生性和间歇性导致了能源供应的不稳定性，如何解决这一难题成为当前的研究热点之一。
电气工程中多代理系统的应用在当今电气工程领域，多代理系统（MultiAgent System，MAS）的应用正逐渐成为一项关键技术，为解决复杂的电力系统问题带来了新的思路和方法。
多代理系统是由多个具有自主性、交互性和协作性的代理组成的分布式系统，每个代理能够感知环境、做出决策并与其他代理进行通信和协作。
多代理系统在电气工程中的应用领域广泛。
在电力系统的运行与控制方面，它发挥着重要作用。
传统的集中式控制方式在面对大规模、复杂的电力网络时，往往存在响应速度慢、适应性差等问题。
而多代理系统的分布式特点，使得各个代理能够根据本地信息快速做出决策，从而提高系统的响应速度和稳定性。
例如，在电力系统的电压控制中，不同区域的代理可以根据本地的负荷变化和电压情况，自主地调整无功补偿设备，实现区域内的电压稳定。
在电力市场中，多代理系统也具有显著的应用价值。
随着电力市场的不断发展，交易主体日益多元化，交易规则也越来越复杂。
多代理系统可以模拟不同市场参与者的行为，如发电企业、供电企业和用户等。
每个代理根据自身的利益和市场规则进行决策，通过与其他代理的交互和竞争，实现电力资源的优化配置。
这有助于提高电力市场的效率和公平性，促进电力行业的健康发展。
在智能电网的建设中，多代理系统更是不可或缺的一部分。
智能电网要求实现电网的智能化监测、控制和管理，多代理系统可以将电网中的各种设备和系统视为不同的代理，实现它们之间的信息交互和协同工作。
例如，智能电表作为一个代理，可以实时监测用户的用电情况，并将数据上传给电网控制中心的代理；分布式电源的代理可以根据电网的需求和自身的发电能力，灵活调整输出功率。
多代理系统在电气工程中的应用具有诸多优势。
首先，它具有良好的适应性和鲁棒性。
由于系统中的代理能够自主决策和应对局部故障，因此当系统发生局部故障或异常时，其他代理可以迅速调整策略，保证整个系统的稳定运行。
其次，多代理系统能够实现分布式计算和控制，降低了对中央控制节点的依赖，提高了系统的可扩展性和灵活性。
