智能电网愿景下分布式微电网并网消纳协同自律系统多目标自趋优控制的研究

From the smart grid perspective, in order to effectively solve the problem regarding the grid-connection techniques of large-scale renewable energy power generation, a grid-connected Microgrid cooperation self-discipline system is constructed, and the control strategies for multi-objectives self-approximate optimization are researched based on multi-agent technique by using hybrid control idea. In this project, a power market trading agent is firstly designed among the grid-connected Microgrid, the main grid, other Microgrids and load demand side. Moreover, the multi-space-time-scales trading strategies are proposed in order to consume the renewable energy power generation in a larger range as far as possible and in a friendly interactive environment. Then, in the grid-connected Microgrid cooperation self-discipline system, a multi-agent-system, consisted of an energy management agent, a mode coordinated switching control agent and several unit control agents, is constructed. Moreover, based on the MAS, the hybrid controls including mode switching control, energy optimization management, continuous dynamic control and the interactions each other, are proposed to realize the multi-objectives self-approximate optimization of the system so as to secure large-scale renewable energy power generation to be connected to the grid in a secure, economic and high-quality manner. The project will present a set of innovative theory and realization approaches to effectively solve the problem regarding the grid-connection techniques of large-scale renewable energy power generation.

从智能电网的运行形态出发，针对大规模可再生能源发电接入技术这一立题，基于多智能体技术，以混杂控制理念构建分布式微电网并网消纳协同自律系统，并探索其多目标自趋优控制策略，进而提升可再生能源发电的并网消纳能力。该项目首先在并网消纳的微电网与智能大电网、其它微电网和负荷需求侧之间构建电力市场交易智能体，并研究提出多时空尺度交易策略，在“源-网-荷”互动环境下大范围协同消纳可再生能源发电，以确保供用电效益最大化；然后在微电网并网消纳协同自律系统中，构建能量管理智能体、模态协调切换控制智能体和单元控制智能体组成的多智能体系统，并研究提出模态切换控制、能量优化管理和连续动态调节之间相互配合的混杂控制策略，实现并网消纳协同自律系统多目标自趋优，以确保大规模可再生能源发电安全、经济、优质地并网消纳。本项目为解决智能电网愿景下大规模可再生能源发电并网消纳问题提供了一整套具有创新性的理论方法和技术实现途径。

纵观世界各国智能电网的建设进程，大规模可再生能源发电的接入技术是首要解决的热点问题。一方面，作为实现能源发展战略的重要平台，智能电网承载着充分利用可再生能源和提高能源利用率两大基本义务，所以必须具备大规模可再生能源发电的并网接纳能力和大范围可再生能源发电的优化配置能力。因此，研究大规模可再生能源发电的接入技术是构建智能电网的本质出发点和战略性需求。而另一方面，就我国电网而言，以大机组、超高压、区域互联为特点的大电网现已承载着安全稳定运行的巨大压力，难以适应可再生能源跨越式发展和大规模并网消纳。尽管现代大电网的智能化程度很高，但不具备强大的可再生能源发电的接纳能力，不能绿色供电，也不能称其为智能电网。若在传统电网上提升可再生能源发电的接纳能力进而达到智能电网的要求，在大规模可再生能源发电的接入技术上，急需解决很多挑战性问题。本项目从智能电网的运行形态出发来研究可再生能源发电的并网消纳问题，是源于各国构建智能电网的出发点和突飞猛进的发展势头，大规模可再生能源接入技术成为首要亟待解决的世界性难题。目前针对分布式发电接入控制技术的研究，归纳起来主要分为两个方面：1. 从微电源控制角度考虑主要分为基于电力电子技术的“即插即用”控制和基于功率管理的控制策略；2. 从能源优化组合角度考虑主要分为虚拟发电厂和分布式微电网供电模式下的多智能体控制技术和分层集散控制技术。因此，构建分布式微电网是解决大规模可再生能源发电并网消纳和就地利用问题的有效技术途径、构建分布式微电网多目标自趋优的协同自律控制系统是解决大规模可再生能源发电并网消纳问题的有效技术手段、多智能体技术是实现微电网协同自律系统多目标自趋优控制的有效依托平台、混杂控制技术是实现微电网协同自律系统多目标自趋优的有效控制手段。