一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法
专利汇可以提供一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法，涉及智能微网环境下的负荷管理技术领域。该方法首先建立区域 电网 内部的电 力 节点 数据模型；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，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；然后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；最后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；将目标函数转化为增广拉格朗日函数，使用ADMM 算法 求解，实现电网系统负荷的调控。，下面是一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法专利的具体信息内容。
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PnW的基础上，由MW部风力发电机组成的风力发电系统的总功率PW为：
其中， 为单台风力发电机的风能转换效率，ηtW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PPV如下公式所示：
PPV(rsolar)＝rsolarSPVηPV (6)
其中，rsolar为太阳辐照量，SPV为光伏系统中光伏面板的总面积，ηPV是光伏系统的效率；
设定光伏系统中共有MPV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，Sm为单个光伏面板的面积；
PV PE PC PV
所述光伏系统的效率η 由光伏面板效率η 、功率调节效率η 和堆积因子A 共同决定，如下公式所示：
ηPV＝ηPEηPCAPV (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W PV
涉及决策变量；使用P 和P 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PlDR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。
3.根据权利要求2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：所述步骤2的具体方法为：
设定区域电网间有一条联络线(i，j)，导纳为yi,j，连接区域电网i和区域电网j；对于给定区域电网j连接点的本地电压Vj和相位θj，通过联络线(i，j)在区域电网i连接点上发送的有功功率Pi,j，如下公式所示：
其中，Vi和θi分别为区域电网i连接点的本地电压和相位， 和 以及 和 分别为区域电网i和区域电网j的连接点通过边缘计算感知到的的耦合区域的电压和相位，且满足以下等式约束：
使用v(·)和 分别表示向量 和 其中，(·)表示符号i或j；
如果 且 则Pi,j＝0；
如果区域电网i和区域电网j不存在联络线，那么yi,j＝0，则Pi,j＝0；
同时根据步骤1建立的区域电网内部的电力节点数据模型与区域间联络线智能感知的线损得到区域内的电网功率平衡关系，为了确保电网安全可靠的运行，建立区域电网i母线注入的净有功功率数学模型，如下公式所示：
其中， 和 分别表示区域电网i内的火力发电装置和柔性负荷装置；设
表示在所有的区域电网之间的联络线集，则与区域电网i连接的
所有网间联络线Ti定义为 M为区域内所有区域电网的集合，PiD为
区域电网i内刚性负荷的需求功率；
将一定范围内的多个区域电网整体划分为区间电网，而在不同区间电网同样存在联络线与网损，设定各区间电网为全连接，即没有独立的区间电网，所有的区间电网构成整体的电网系统，因此建立区间电网线损与系统功率平衡模型，如下公式所示：
Ps,t＝Vs2Re(ys,t)-VsVt(Re(ys,t)cos(θs-θt)+Im(ys,t)sin(θs-θt)) (14a)其中，Ps,t为区间电网s与t之间联络线的线损，而Vs，Vt与θs，θt分别是两区间电网间联络线两端的电压和相角，ys,t是区间联络线的导纳。
4.根据权利要求3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：所述步骤3的具体方法为：
只考虑区域电网i的总成本，即发电成本和需求响应成本，建立一个考虑经济效益的目标函数，如下公式所示：
考虑约束问题，将区域电网i的经济效益最优问题表达为：
在公式(16b)中，决策变量xi定义为 hi(xi)表示
约束的向量值，包括区域电网i内部发电机容量约束，如公式(2)所示、需求响应容量约束，如公式(10)所示、联络线交换功率约束，如公式(11)所示和功率平衡约束，如公式(13)(14)所示；
所以考虑多互联区域电网的区间电网经济效益最优问题建模为：
其中，式(17b)描述了由于联络线(i，j)的存在，线路间的耦合变量 看作是区域电网i为所有与之相连的区域提供的接口或服务。
5.根据权利要求4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：所述步骤4的具体方法为：
将区间电网经济效益最优目标函数转化为增广拉格朗日矩阵，首先将Ci改写成如下扩展形式：
为了分离最小目标与联络线约束条件，为目标函数定义约束指标，如下公式所示：
所以公式(17)等效为：
通过引入代表与区域电网i连接的所有连接线 的辅助变量 和
将公式(20)改写成：
其中，目标函数(21a)的两项与约束条件分开，进而构造一个增广拉格朗日函数，如下公式所示：
定义x＝[x1，…，xM]T为控制变量， 为与区域电网i的外界连接线电压差的拉格朗日系数，因此 定义为 ρ为增广拉格朗日乘子的惩罚因子
ρ>0；
使用交替乘子法求解增广拉格朗日函数，实现电网系统负荷的调控。
一种基于边缘计算的多智能体负荷调控方法
技术领域
背景技术
发明内容
区域电网i内刚性负荷的需求功率；
具体实施方式
区域电网i内刚性负荷的需求功率；
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 风力发电机组的塔架门洞、塔架及风力发电机组 | 2020-05-08 | 638 |
| 风力发电机组的转子转动控制系统和控制方法 | 2020-05-08 | 80 |
| 一种基于外界风况的风力发电机组主动降载控制方法 | 2020-05-08 | 452 |
| 电机及风力发电机组 | 2020-05-08 | 587 |
| 传动装置、变桨系统及风力发电机组 | 2020-05-08 | 851 |
| 一种风力发电机组的激光通信装置 | 2020-05-08 | 996 |
| 一种可自调心刷握结构 | 2020-05-08 | 959 |
| 阻尼装置及风力发电机组 | 2020-05-11 | 226 |
| 风力发电机组滑环通道及编码器的检测装置 | 2020-05-08 | 716 |
| 一种风力发电机组及应用于风力发电机组的自发电系统 | 2020-05-08 | 250 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
