[发明专利]一种智能电网多智能体多目标一致性优化方法

说明书

技术领域

本发明属于智能电网优化协调调度技术领域，涉及一种多智能体多目标协调控制的智能电网优化运行策略，具体涉及一种智能电网多智能体多目标一致性优化方法。

背景技术

智能电网是人工智能的一个重要分支，是20世纪末至21世纪初国际上人工智能的前沿学科。随着计算机技术、人工智能理论、控制理论的快速发展以及对现代科学的不断探索，智能电网已成为不同学科领域研究的热点问题之一。智能电网的分布式协同控制对提高配电网可靠性、改善电能质量、提高配电网运行经济性、优化配电网运行安排等都具有十分重要的意义。

功率平衡控制，即实时经济调度，是电力系统运行中的一个基本问题，它是指发电机和柔性负荷在满足一系列运行约束的条件下，使整个电力系统运行的经济效益最大化的优化问题。传统上采用集中优化技术来解决经济调度问题，其中包括经典优化方法和现代人工智能方法。

然而，当采用集中优化方法时，系统需要调度中心发布指令调度整个系统中所有的发电机和柔性负荷，调度中心需要与每一个调度对象进行信息交互。并且，柔性负荷的广泛渗透以及电力元件需要的“即插即用”技术将会使电力网和通信网拓扑结构多变，导致集中优化方法需要较高的通信拓扑建设成本。因此，需要适应性更强的优化算法，在通信受限和不可靠甚至调度中心失效的情况下仍能有效地运行。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种智能电网多智能体多目标一致性优化方法，根据网荷互动要求，结合不同类型智能电网多智能体特性，从智能电网多智能体多目标系统一致性的角度建立协调控制模型。本发明不仅能根据电力网和负荷特性，建立多智能体的优化模型，利用多智能体理论研究考虑部分信息共享的分布式出力优化算法，还能根据不同的通信拓扑分析算法的收敛性，对算例进行仿真分析并研究提高分布式算法收敛性的相关技术。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种智能电网多智能体多目标一致性优化方法，其特征在于，根据智能电网多智能体协同控制因素的系统的特点，分析不同电力元件的不同典型特征，以及各自所提出的目标要求，当目标多样时选取恰当的目标函数获取优化运行控制方式与参数，确保系统运行时的可靠性和经济性，并验证优化运行策略的有效性；其实施步骤包括：

步骤1，根据电力系统网络结构，建立基于MATLAB与NETLOGO的联合仿真平台，其中，在MATLAB中建立电力系统元件模型，在NETLOGO中定义代表电力系统元件的智能体通用模块，同时，搭建MATLAB和NETLOGO之间的数据交换接口模块实现信息交互；

步骤2，针对各种负荷类型，分别根据负荷基准量、电价，以及对应负荷的各目标的目标倾向度，建立分别对应于各种负荷和电源类型的负荷-电价响应特性模型；所述的负荷包括刚性负荷和柔性负荷，所述的电源包括分布式电源和储能元件；其中，刚性负荷是指不参与电网互动的负荷，柔性负荷是指参与电网互动的负荷；

步骤3，根据所述步骤2中建立的分别对应各种负荷类型的负荷-电价响应特性模型，分别获得各个负荷的各个目标的目标函数；并且分别针对各个负荷，将负荷的各个目标的目标函数进行加权处理，分别获得对应各个负荷的总目标函数；

步骤4，将所述的各个负荷随机分布在NETLOGO三维层面上，获得各个负荷的初始策略；针对NETLOGO三维层面中的网络节点，随机设定电价，并且建立负荷代理；

步骤5，以所述各个负荷的初始策略作为负荷基准量，分别针对各个负荷的各个目标的目标倾向度，采用+i或-i的方式分别获得各个负荷对应的策略，并结合各个负荷的初始策略构成各个负荷的策略集；所述的i为每一步迭代步长，所述的步是指电价每变动一次，负荷的策略相应变化一次；

步骤6，采用多智能体多目标协调控制的智能电网一致性优化算法,分别对各个负荷的总目标函数进行优化协调运算，并分别选择获得各个负荷对应其最大总目标函数值的策略，作为各个负荷的优选策略；

令x_i表示电力元件的状态，根据一致性协议，当且仅当网络拓补中所有的结点的状态值都相等时，该网络的结点都达到了一致，即：

x₁＝x₂＝L＝x_n