[发明专利]一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法

权利要求书

1.一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：将一个地区内的电网以变电站为中心，根据变电站附近的电力节点划分成彼此相连的区域电网，在区域内部不考虑网损，建立区域电网内部的电力节点数据模型；

所述电力节点为各类用电及发电设备，建立的区域电网内部的电力节点数据模型包括火力发电的数据模型、风力发电的数学模型、光伏系统发电的数学模型以及柔性负荷的数学模型；

步骤2：设定区域电网间存在物理联络线，此时设定联络线的导纳，考虑区域电网间的耦合关系，建立基于边缘计算的感知模型，智能感知联络线两端的电压与相角；计算区域电网间的线损，叠加区域电网内的发电与耗电功率得到区域电网的净有功功率；同时计算一定范围内区域电网的线损，使区域电网的净有功达到功率平衡；

步骤3：将单个区域电网看成一个智能体，设定区域电网内的最大经济效益方案只考虑火力发电成本与需求响应成本，以此来设定区域电网的目标函数；根据区域电网的目标函数推导区间电网经济效益最优目标函数，并设定相关等式与不等式约束；

步骤4：根据区间电网经济效益最优目标函数，将其经济效益项与电力平衡项提取为目标，将区域间端口电压与相角的耦合设为约束项；将区间电网的经济优化与负荷调整问题转化为分布式区域电网整体经济效益与区域间功率平衡耦合问题；设定增广拉格朗日矩阵，将目标函数与约束转化为二次可微的强凸函数，并使用ADMM算法求解，实现电网系统负荷的调控。

2.根据权利要求1所述一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法，其特征在于：步骤1所述建立区域电网内部的电力节点数据模型的具体方法为：

(a)建立火力发电的数学模型：

为了电网的可靠性和灵活性，火力发电的数据模型包括火力发电机的发电成本与运行约束，火力发电机的发电成本函数如下公式所示：

其中，为第k个火力发电机组的发电成本，是第k个火力发电机组区域内产生的有功功率，则是第k个火力发电机组火力发电的成本系数；

所述火力发电机组区域内的产生的有功功率受到以下因素的限制：

其中，和分别为火力发电机组火电出力的上限和下限；

(b)建立风力发电的数学模型：

根据风力发电的特性设定风力发电机的发电模型，考虑风力发电的功率输出曲线特性，单台风力发电机的发电功率表示为一个分段函数，如下公式所示：

其中，为风力发电机n的发电功率，为第n台风力发电机的风速、为能够驱动风力发电机n工作的最小风速、为风力发电机n达到额定功率时运行的额定风速、为风速过大导致风力发电机关闭的最大风速，即切出风速；是第n台风力发电机的额定有功功率；在功率输出曲线的功率爬升阶段，不同类型的风力发电机表现为不同的爬升函数，与分别为影响函数曲线形状的常数，如下公式所示：

在求得单台风力发电机发电功率的基础上，由M^W部风力发电机组成的风力发电系统的总功率P^W为：

其中，为单台风力发电机的风能转换效率，为风力发电系统中风力发电机间的扰动系数，根据风场的实际情况来设定；

(c)建立光伏系统发电的数学模型：

光伏系统发电的大小与光伏板的光照强度与光照面积有关，因此光伏系统的总发电功率P^PV如下公式所示：

其中，r_solar为太阳辐照量，S^PV为光伏系统中光伏面板的总面积，η^PV是光伏系统的效率；

设定光伏系统中共有M^PV个光伏面板，则光伏系统中光伏面板的总面积如下公式所示：

其中，S_m为单个光伏面板的面积；

所述光伏系统的效率η^PV由光伏面板效率η^PE、功率调节效率η^PC和堆积因子A^PV共同决定，如下公式所示：

η^PV＝η^PEη^PCA^PV        (8)

从公式(3)和(6)得出，风力发电机和光伏发电系统的功率输出都是不可调的，因此，不涉及决策变量；使用P^W和P^PV来分别表示由风力发电机与光伏发电系统注入区域电网的总功率；

(d)建立柔性负荷的数学模型：

柔性负荷则相对于电价具有可调性，设定P_l^DR表示为第l个柔性负荷因需求响应而减少的有功功率，因此造成的经济损失设为具体公式如下所示：

其中，分别为成本系数；

电网区域内对柔性负荷的有功功率的需求，受以下因素所限制：

其中，是柔性负荷的有功功率约束的最大值。