基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法

摘要

本发明提供一种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法，所述方法包括如下步骤：(1)构建混合分层式多代理系统；(2)分布式电源集群代理获取各条线路电压最值；(3)简化潮流模型；(4)判断线路节点的电压，若节点电压低于电压限值时进行升压处理，若节点电压过高电压限值时进行降压处理。本发明减轻单个Agent的任务量，缩短计算时间，并简化算法，减少通信数据量，缩短通信时间。通信线路采用环形设计，在尽量少增加通信线路的同时增加了系统的可靠性。

权利要求

1.一种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

(1)构建混合分层式多代理系统；

(2)分布式电源集群代理获取各条线路电压最大值和最小值；

(3)简化潮流模型

(4)判断线路节点的电压，若节点电压低于电压限值时进行升压处理，若节点电压过高电压限值时进行降压处理；

所述步骤(3)包括如下步骤：

步骤3-1、对于任意一条线路，分布式电源集群母线为节点0，直接与分布式电源集群母线连接的节点为第1个节点，称为节点1，从节点1开始向线路下游，各个节点分别为：节点1，节点2，节点3……；

步骤3-2、当线路上的功率变化时，线路内的第b个节点，即节点b的电压发生变化，如下式：

式中， 表示节点b的电压平方的变化量，Unew,b表示功率变化后节点b的电压，Uold,b表示功率变化前节点b的电压；

步骤3-3、当第c个节点即在节点b下游方向的节点c发生功率变化时，其中c>b,节点b的电压平方变化量为：式中,ΔPc为节点c处的有功功率变化量，ΔQc为节点c处的无功功率变化量，i＝0,

1,…,b-1，ri,i+1为节点i和i+1之间线路的线路电阻，xi,i+1为节点i和i+1之间线路的线路电抗；

步骤3-4、当第a个节点即在节点b上游方向的节点a发生功率变化时，其中a

所述步骤(4)中，所述电压限值为7％，所述节点电压低于电压限值时进行升压处理包括如下步骤：

步骤4-1、设节点b所在区段为区段k，当所述节点b的电压低于电压限值时，所述区段k内的Agent k通过公式(1)计算当前电压与目标电压之间平方差步骤4-2、所述Agent k提高所述区段k内分布式电源的功率输出，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率，所述Agent k根据公式(2)或公式(3)计算出需要提高的功率|ΔPk|和|ΔQk|，若分布式电源k有足够的功率裕度，则分别将区段k内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk|和|ΔQk|，电压升高到目标电压，调压结束；若区段k内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则满功率输出，并执行步骤4-3；

步骤4-3、所述Agent k计算新的 若区段k的下游没有其他区段，则执行步骤4-4；

若区段k的下游还有其他区段，则向邻近的下游区段k+1内的代理Agent k+1发送新的请求提高区段k+1内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率，Agent k+1利用式(1)和式(2)计算出需要提高的功率|ΔPk+1|和|ΔQk+1|，若区段k+1内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k+1内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk+1|和|ΔQk+1|，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若区段k+

1内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k+1内分布式电源满功率输出，并计算出新的 若下游有其他区段，则将新的 发送给下游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

步骤4-4、若区段k的上游没有其他区段，则执行步骤4-5；若区段k的上游有其他区段，Agent k向邻近的上游区段k-1内的代理Agent k-1请求调压，将最新的 发送给Agent k-1，请求提高区段k-1内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率，Agent k-1利用式(1)和式(3)计算出需要提高的功率|ΔPk-1|和|ΔQk-1|，若区段k-1内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k-1内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk-1|和|ΔQk-1|，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若区段k-1内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k-1内分布式电源满功率输出，并计算出新的 若上游有其他区段，则将新的 发送给上游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

步骤4-5、当线路上游没有其他区段时，线路中最上游的Agent将 发送至所述分布式电源集群代理，所述分布式电源集群代理接收到调压信息后，若没有其他线路，则进行步骤4-6；若有其他线路，向其他电压最值相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求；其他线路最上游的Agent接收到消息后，利用式(1)-(3)计算出需要提高的功率|ΔP|和|ΔQ|，若区段内分布式电源的功率裕度足够，则分别将区段内分布式电源的功率输出分别提高|ΔP|和|ΔQ|，电压升高到目标电压，调压结束，向分布式电源集群Agent发送完成信息，分布式电源集群Agent再向Agent k发送完成信息；若区段内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段内分布式电源满功率输出，并计算出新的 并将新的返回至所述分布式电源集群代理，所述分布式电源集群代理继续向其他电压最值相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求，重复本步骤，直到调压完成，向Agent k发送完成信息；

步骤4-6、若没有其他线路或者所有其他线路都已经参与调压后节点b仍不能达到目标电压，则所述分布式电源集群代理向Agent k发送切负荷信息，Agent k根据区段内的负荷情况，利用式(2)校验负荷切除是否能够使得节点b电压达到目标电压。

2.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤(1)包括如下步骤：

步骤1-1、在分布式电源集群母线处设置分布式电源集群代理，作为分布式电源集群级别的总控，在分布式电源集群下的每个分布式电源处设置单元级代理控制各个单元；

步骤1-2、确定所述分布式电源集群中各个代理的功能；

所述分布式电源集群的线路根据分布式电源分布，将线路分成若干区段，每个区段里面有且仅有一个分布式电源；

所述单元级代理功能为监视区段内的所有节点电压，控制分布式电源的功率输出以及与其他代理通信；

所述分布式电源集群代理功能为监视母线电压，收集母线下的各条线路状态信息，并向所述单元级代理下达调压指令；

步骤1-3、配置代理的通信连接；

每条线路上所有的单元级代理通过通信线路进行串联，最上游的单元级代理和最下游的单元级代理分别引出一条通信线路与所述分布式电源集群相连。

3.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤(2)包括如下步骤：

步骤2-1、设置各个区段的代理，设一条线路中有n个区段，从最靠近分布式电源集群母线的区段开始，各个区段分别为：区段1、区段2、……、区段n；所述区段1的代理为Agent 1，区段2的代理为Agent 2，……,区段n的代理为Agent n；

步骤2-2、线路最下游的区段n内的代理Agent n比较区段n内所有节点的电压，将电压最大值和最小值向上游的Agent发送；

步骤2-3、区段n上游的区段n-1内的代理Agent n-1将区段n-1内所有节点的电压与接收到的电压最大值和最小值进行比较，得出新的最大值和最小值，并将新的最大值和最小值发送至上游节点，重复步骤2-3，直到分布式电源集群代理。

4.根据权利要求1所述控制方法，其特征在于，所述步骤(4)中，所述节点电压过高电压限值时进行降压处理包括如下步骤：步骤4-a、设节点b所在区段为区段k，当节点b的电压过高时，区段k内的Agent k通过公式(1)计算当前电压与目标电压之间平方差步骤4-b、所述Agent k降低区段k内分布式电源的无功功率，所述Agent k根据公式(2)或公式(3)计算出需要降低的无功功率|ΔQk′|，若|ΔQk′|小于区段k内分布式电源当前的无功功率输出，则将区段k内分布式电源的无功输出降低|ΔQk′|，电压降低到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若|ΔQk′|大于区段k内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并执行步骤4-c；

步骤4-c、所述Agent k计算新的 若区段k的下游没有其他区段，则步骤4-d；若区段k的下游还有其他区段，则向邻近的下游区段k+1内的Agent k+1发送新的 请求降低区段k+1内分布式电源的无功输出，Agent k+1利用公式(1)和公式(2)计算出需要降低的无功功率|ΔQk+1′|，若|ΔQk+1′|小于区段k+1内分布式电源当前的无功输出，则将区段k+1内分布式电源的无功输出降低|ΔQk+1′|，电压降低到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若|ΔQk+1′|大于区段k+1内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并计算出新的 若下游有其他区段，则将新的 发送给下游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

步骤4-d、若区段k的上游没有其他区段，则执行步骤4-e；若区段k的上游有其他区段，所述Agent k向邻近的上游区段k-1内的代理Agent k-1请求调压，将最新的 发送给Agent k-1，请求降低区段k-1内分布式电源的无功输出，所述Agent k-1利用公式(1)和公式(3)计算出需要提高的无功功率|ΔQk-1′|，若|ΔQk-1′|小于区段k-1内分布式电源当前的无功输出，则将区段k-1内分布式电源的无功输出降低|ΔQk-1′|，电压降低到目标电压，调压结束，向所述Agent k发送完成信息；若|ΔQk-1′|大于区段k-1内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并计算出新的 若上游有其他区段，则将新的 发送给上游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

步骤4-e、将步骤4-c和4-d中的无功输出换成有功输出，以相同的方式执行调压；若调压后节点b仍不能达到目标电压，则Agent k执行切负荷操作，并根据区段内的负荷情况，利用公式(2)校验负荷切除是否能够使得节点b电压达到目标电压。

5.根据权利要求2所述控制方法，其特征在于，所述通信线路发生故障时解决方法如下：

步骤I、设Agent j和Agent j+1之间的通信线路出现故障时，Agent j通过其他正常的通信线路将故障信息告知Agent j所在通信线路上的其他Agent；

步骤II、故障存在时，所述步骤(2)中的状态获取的通信方向，改为从Agent j向上游的Agent发送信息比较电压最值，Agent j+1向下游的Agent发送信息比较电压最值；两路信息在分布式电源集群Agent处汇合，比较得出该线路的电压最值；

步骤III、故障存在时，在所述步骤(4)的调压过程中，当Agent j及其上游的Agent需要发送信息给Agent j+1及其下游的Agent时，发送信息的Agent需要改变通信方向，向上游的Agent发送信息，通过其他正常的通信线路，从分布式电源集群Agent绕到接收信息Agent；

反之，当Agent j+1及其下游的Agent需要发送信息给Agent j及其上游的Agent时，发送信息的Agent同样改变通信方向，向下游的Agent发送信息，通过其他正常的通信线路，从分布式电源集群Agent绕到接收信息的Agent。

说明书

基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种分布式电源电压控制方法，具体涉及一种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法。

背景技术

[0002] 随着分布式发电技术的发展，分布式电源的应用也越来越多，区域控制、网络控制成为高渗透率分布式电源接入条件下的主要控制手段。分布式电源集群将一定数量出力特性相似，地理位置接近的电源进行统一调控，对外呈现出单一可控接口的分布式电源区域控制系统。由于分布式电源集群具有分布式特性和大量的控制数据，所以分布式电源集群的控制难度较大，传统的集中式调度方法需要进行大量数据通信，很难实现灵活有效的控制。随着智能电网的发展，智能体Agent(代理)逐渐在分布式电源集群中应用，以适应分布式电源集群的运行模式，然而由于Agent的计算能力有限，传统的集中式控制方法仍然无法有效实现灵活控制，而且大量的通信数据增加的通信时间。现有的多代理系统电压控制大都采用集中式控制，忽略底层Agent的计算功能，将计算和控制任务都集中在上层Agent，数据通信量大，通信时间长。而且将计算任务集中，使得上层Agent的计算量大增，计算时间较长。由于没有考虑其他Agent的计算能力，使得智能资源没有得到充分利用。同时，当系统的某条通信线路发生故障时，与之相连的控制设备就无法发送和接收信息，可靠性不高。

发明内容

[0003] 为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法，本发明减轻单个Agent的任务量，缩短计算时间，并简化算法，减少通信数据量，缩短通信时间。通信线路采用环形设计，在尽量少增加通信线路的同时增加了系统的可靠性。

[0004] 为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

[0005] 一种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法，所述方法包括如下步骤：

[0006] (1)构建混合分层式多代理系统；

[0007] (2)分布式电源集群代理获取各条线路电压最值；

[0008] (3)简化潮流模型

[0009] (4)判断线路节点的电压，若节点电压低于电压限值时进行升压处理，若节点电压过高电压限值时进行降压处理。

[0010] 优选的，所述步骤(1)包括如下步骤：

[0011] 步骤1-1、在分布式电源集群母线处设置分布式电源集群代理，作为分布式电源集群级别的总控，在分布式电源集群下的每个分布式电源处设置单元级代理控制各个单元；

[0012] 步骤1-2、确定所述分布式电源集群中各个代理的功能；

[0013] 所述分布式电源集群的线路根据分布式电源分布，将线路分成若干区段，每个区段里面有且仅有一个分布式电源；

[0014] 所述单元级代理功能为监视区段内的所有节点电压，控制分布式电源的功率输出以及与其他代理通信；

[0015] 所述分布式电源集群代理功能为监视母线电压，收集母线下的各条线路状态信息，并向所述单元级代理下达调压指令；

[0016] 步骤1-3、配置代理的通信连接；

[0017] 每条线路上所有的单元级代理通过通信线路进行串联，最上游的单元级代理和最下游的单元级代理分别引出一条通信线路与所述分布式电源集群相连。

[0018] 优选的，所述步骤(2)包括如下步骤：

[0019] 步骤2-1、设置各个区段的代理，设一条线路中有n个区段，从最靠近分布式电源集群母线的区段开始，各个区段分别为：区段1、区段2、……、区段n；所述区段1的代理为Agent 1，区段2的代理为Agent 2，……,区段n的代理为Agent n；

[0020] 步骤2-2、线路最下游的区段n内的代理Agent n比较区段n内所有节点的电压，将电压最大值和最小值向上游的Agent发送；

[0021] 步骤2-3、区段n上游的区段n-1内的代理Agent n-1将区段n-1内所有节点的电压与接收到的电压最大值和最小值进行比较，得出新的最大值和最小值，并将新的最大值和最小值发送至上游节点，重复步骤2-3，直到分布式电源集群代理。

[0022] 优选的，所述步骤(3)包括如下步骤：

[0023] 步骤3-1、对于任意一条线路，分布式电源集群母线为节点0，直接与分布式电源集群母线连接的节点为第1个节点，称为节点1，从节点1开始向线路下游，各个节点分别为：节点1，节点2，节点3……

[0024] 步骤3-2、当线路上的功率变化时，线路内的第b个节点，即节点b的电压发生变化，如下式：

[0025]

[0026] 式中， 表示节点b的电压平方的变化量，Unew,b表示功率变化后节点b的电压，Uold,b表示功率变化前节点b的电压；

[0027] 步骤3-3、当第c个节点即在节点b下游方向的节点c发生功率变化时，其中c>b,节点b的电压平方变化量为：

[0028]

[0029] 式中,ΔPc为节点c处的有功功率变化量，ΔQc为节点c处的无功功率变化量，i＝0,1,…,b-1，ri,i+1为节点i和i+1之间线路的线路电阻，xi,i+1为节点i和i+1之间线路的线路电抗；

[0030] 步骤3-4、当第a个节点即在节点b上游方向的节点a发生功率变化时，其中a

[0031]

[0032] 式中， 表示节点a的电压平方的变化量，ΔPa为节点a处的有功功率变化量，ΔQa为节点a处的无功功率变化量，i＝0,1,…,a-1。

[0033] 优选的，所述步骤(4)中，所述电压限值为7％，所述节点电压低于电压限值时进行升压处理包括如下步骤：

[0034] 步骤4-1、设节点b所在区段为区段k，当所述节点b的电压低于电压限值时，所述区段k内的Agent k通过公式(1)计算当前电压与目标电压之间平方差

[0035] 步骤4-2、所述Agent k提高所述区段k内分布式电源的功率输出，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率，所述Agent k根据公式(2)或公式(3)计算出需要提高的功率|ΔPk|和|ΔQk|，若分布式电源k有足够的功率裕度，则分别将区段k内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk|和|ΔQk|，电压升高到目标电压，调压结束；若区段k内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则满功率输出，并执行步骤4-3；

[0036] 步骤4-3、所述Agent k计算新的 若区段k的下游没有其他区段，则执行步骤4-4；若区段k的下游还有其他区段，则向邻近的下游区段k+1内的代理Agent k+1发送新的请求提高区段k+1内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率，Agent k+1利用式(1)和式(2)计算出需要提高的功率|ΔPk+1|和|ΔQk+1|，若区段k+1内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k+1内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk+1|和|ΔQk+1|，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若区段k+
1内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k+1内分布式电源满功率输出，并计算出新的 若下游有其他区段，则将新的 发送给下游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0037] 步骤4-4、若区段k的上游没有其他区段，则执行步骤4-5；若区段k的上游有其他区段，Agent k向邻近的上游区段k-1内的代理Agent k-1请求调压，将最新的 发送给Agent k-1，请求提高区段k-1内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率，Agent k-1利用式(1)和式(3)计算出需要提高的功率|ΔPk-1|和|ΔQk-1|，若区段k-1内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k-1内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk-1|和|ΔQk-1|，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若区段k-1内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k-1内分布式电源满功率输出，并计算出新的 若上游有其他区段，则将新的 发送给上游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0038] 步骤4-5、当线路上游没有其他区段时，线路中最上游的Agent将 发送至所述分布式电源集群代理，所述分布式电源集群代理接收到调压信息后，若没有其他线路，则进行步骤4-6；若有其他线路，向其他电压最值相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求；其他线路最上游的Agent接收到消息后，利用式(1)-(3)计算出需要提高的功率|ΔP|和|ΔQ|，若区段内分布式电源的功率裕度足够，则分别将区段内分布式电源的功率输出分别提高|ΔP|和|ΔQ|，电压升高到目标电压，调压结束，向分布式电源集群Agent发送完成信息，分布式电源集群Agent再向Agent k发送完成信息；若区段内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段内分布式电源满功率输出，并计算出新的 并将新的 返回至所述分布式电源集群代理，所述分布式电源集群代理继续向其他电压最值相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求，重复本步骤，直到调压完成，向Agent k发送完成信息；

[0039] 步骤4-6、若没有其他线路或者所有其他线路都已经参与调压后节点b仍不能达到目标电压，则所述分布式电源集群代理向Agent k发送切负荷信息，Agent k根据区段内的负荷情况，利用式(2)校验负荷切除是否能够使得节点b电压达到目标电压。

[0040] 优选的，所述步骤(4)中，所述节点电压过高电压限值时进行降压处理包括如下步骤：

[0041] 步骤4-a、设节点b所在区段为区段k，当节点b的电压过高时，区段k内的Agent k通过公式(1)计算当前电压与目标电压之间平方差

[0042] 步骤4-b、所述Agent k降低区段k内分布式电源的无功功率，所述Agent k根据公式(2)或公式(3)计算出需要降低的无功功率|ΔQk′|，若|ΔQk′|小于区段k内分布式电源当前的无功功率输出，则将区段k内分布式电源的无功输出降低|ΔQk′|，电压降低到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若|ΔQk′|大于区段k内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并执行步骤4-c；

[0043] 步骤4-c、所述Agent k计算新的 若区段k的下游没有其他区段，则步骤4-d；若区段k的下游还有其他区段，则向邻近的下游区段k+1内的Agent k+1发送新的 请求降低区段k+1内分布式电源的无功输出，Agent k+1利用公式(1)和公式(2)计算出需要降低的无功功率|ΔQk+1′|，若|ΔQk+1′|小于区段k+1内分布式电源当前的无功输出，则将区段k+1内分布式电源的无功输出降低|ΔQk+1′|，电压降低到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若|ΔQk+1′|大于区段k+1内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并计算出新的 若下游有其他区段，则将新的 发送给下游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0044] 步骤4-d、若区段k的上游没有其他区段，则执行步骤4-e；若区段k的上游有其他区段，所述Agent k向邻近的上游区段k-1内的代理Agent k-1请求调压，将最新的 发送给Agent k-1，请求降低区段k-1内分布式电源的无功输出，所述Agent k-1利用公式(1)和公式(3)计算出需要提高的无功功率|ΔQk-1′|，若|ΔQk-1′|小于区段k-1内分布式电源当前的无功输出，则将区段k-1内分布式电源的无功输出降低|ΔQk-1′|，电压降低到目标电压，调压结束，向所述Agent k发送完成信息；若|ΔQk-1′|大于区段k-1内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并计算出新的 若上游有其他区段，则将新的 发送给上游Agent，重复本步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0045] 步骤4-e、将步骤4-c和4-d中的无功输出换成有功输出，以相同的方式执行调压；若调压后节点b仍不能达到目标电压，则Agent k执行切负荷操作，并根据区段内的负荷情况，利用公式(2)校验负荷切除是否能够使得节点b电压达到目标电压。

[0046] 优选的，所述通信线路发生故障时解决方法如下：

[0047] 步骤I、设Agent j和Agent j+1之间的通信线路出现故障时，Agent j通过其他正常的通信线路将故障信息告知Agent j所在通信线路上的其他Agent；

[0048] 步骤II、故障存在时，所述步骤(2)中的状态获取的通信方向，改为从Agent j向上游的Agent发送信息比较电压最值，Agent j+1向下游的Agent发送信息比较电压最值；两路信息在分布式电源集群Agent处汇合，比较得出该线路的电压最值；

[0049] 步骤III、故障存在时，在所述步骤(4)的调压过程中，当Agent j及其上游的Agent需要发送信息给Agent j+1及其下游的Agent时，发送信息的Agent需要改变通信方向，向上游的Agent发送信息，通过其他正常的通信线路，从分布式电源集群Agent绕到接收信息Agent；反之，当Agent j+1及其下游的Agent需要发送信息给Agent j及其上游的Agent时，发送信息的Agent同样改变通信方向，向下游的Agent发送信息，通过其他正常的通信线路，从分布式电源集群Agent绕到接收信息的Agent。

[0050] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

[0051] 发明结合分布式电源集群的运行特征和多代理系统的特点，将多代理分层，上层采用集中式，而下层采用分散式，并将控制任务从上层Agent分散到下层的每个Agent，减轻上层Agent的计算和控制的任务量，缩短计算时间；同时简化了控制算法，在控制准确性足够的情况下减少通信数据量，缩短通信时间；而每条线路的环形通信线路，在尽量少增加通信线路的同时，保证了系统的可靠性。

附图说明

[0052] 图1是本发明提供的一种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法的流程图，

[0053] 图2是本发明提供的混合分层式多代理系统的架构图，

[0054] 图3是本发明提供的获取各条线路电压最值的通信方向的传递图，

[0055] 图4是本发明提供的某节点电压过低时调压过程中的信息传递图，

[0056] 图5是本发明提供的某段线路故障时获取线路电压最值的通信方向的传递图。

具体实施方式

[0057] 下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

[0058] 如图1所示，为一种基于混合分层式多代理系统的分布式电源电压控制方法，包括如下步骤：

[0059] (1)构建混合分层式多代理系统

[0060] 如图2所示，为混合分层式多代理系统的架构

[0061] ①确定分布式电源集群中各个Agent(代理)的位置：

[0062] 在母线处设置分布式电源集群Agent作为分布式电源集群级别的总控，在分布式电源集群下的每个分布式电源处设置单元级Agent控制各个单元；

[0063] ②确定分布式电源集群中各个Agent的功能：

[0064] 分布式电源集群的线路根据分布式电源的分布，将线路分成若干区段，每个区段里面有且仅有一个分布式电源，区段内的所有节点电压都由区段内的单元级Agent监视。单元级Agent还控制分布式电源的功率输出，并负责与其他Agent通信。分布式电源集群Agent，监视母线电压，收集母线下的各条线路状态信息，向单元级Agent下达调压指令；

[0065] ③配置Agent的通信连接：

[0066] 每条线路上的单元级Agent之间的通信线路将所有单元级Agent串联起来，最上游的单元级Agent和最下游的单元级Agent分别引出一条通信线路与分布式电源集群相连；

[0067] (2)分布式电源集群Agent获取各条线路电压最值，如图3所示，为获取各条线路电压最值的通信方向；

[0068] ①对于任意一条线路，若有n个区段，则从最靠近分布式电源集群母线的区段开始，各个区段分别为：区段1，区段2，……，区段n；区段1的Agent为Agent 1，区段2的Agent为Agent 2，……，区段n的Agent为Agent n；

[0069] ②线路最下游的区段n内的代理Agent n比较区段n内所有节点的电压，将电压最大值和最小值向上游的Agent发送。

[0070] ③区段n上游的区段n-1内的代理Agent n-1将区段n-1内所有节点的电压与接收到的电压最大值和最小值进行比较，得出新的最大值和最小值，并将新的最大值和最小值发送至上游节点。重复③，直到分布式电源集群Agent。

[0071] ④分布式电源集群Agent接收各条线路的电压最值，储存后在将这些最值和母线电压比较，得出整个分布式电源集群的电压最值。

[0072] (3)简化潮流模型

[0073] 对于任意一条线路，分布式电源集群母线为节点0，直接与分布式电源集群母线连接的节点为第1个节点，称为节点1，从节点1开始向线路下游，各个节点分别为：节点1，节点2，节点3……

[0074] 线路上的功率变化时，线路内的第b个节点，即节点b的电压发生变化，如下式(1)：

[0075]

[0076] 式(1)中， 表示节点b的电压平方的变化量，Unew,b表示功率变化后节点b的电压，Uold,b表示功率变化前节点b的电压；

[0077] 当第c(c＞b)个节点即在节点b下游方向的节点c发生功率变化时，节点b的电压平方变化量为：

[0078]

[0079] 式(2)中,ΔPc为节点c处的有功功率变化量，ΔQc为节点c处的无功功率变化量，i＝0,1,…,b-1，ri,i+1为节点i和i+1之间线路的线路电阻，xi,i+1为节点i和i+1之间线路的线路电抗，

[0080] 当第a(a＜b)个节点即在节点b上游方向的节点a发生功率变化时，节点b的电压平方变化量为：

[0081]

[0082] 式(3)中， 表示节点a的电压平方的变化量，ΔPa为节点a处的有功功率变化量，ΔQa为节点a处的无功功率变化量，i＝0,1,…,a-1；

[0083] (4)判断线路节点的电压，若节点电压低于电压限值时进行升压处理，若节点电压过高电压限值时进行降压处理。

[0084] 如图4所示，所述节点电压低于电压限值时进行升压处理的过程如下：

[0085] ①节点b所在区段为区段k，当节点b的电压低于电压限值时(本文取偏差范围为±7％)，区段k内的Agent k通过式(1)计算当前电压与目标电压之间平方差

[0086] ②Agent k提高区段k内分布式电源的功率输出，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率。Agent k根据式(2)或式(3)计算出需要提高的功率|ΔPk|和|ΔQk|，若分布式电源k有足够的功率裕度，则分别将区段k内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk|和|ΔQk|，电压升高到目标电压，调压结束；若区段k内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则满功率输出，并进行下一步；

[0087] ③Agent k计算新的 若区段k的下游没有其他区段，则进行下一步；若区段k的下游还有其他区段，则向邻近的下游区段k+1内的代理Agent k+1发送新的 请求提高区段k+1内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率。Agent k+1利用式(1)和式(2)计算出需要提高的功率|ΔPk+1|和|ΔQk+1|，若区段k+1内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k+1内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk+1|和|ΔQk+1|，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若区段k+1内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k+1内分布式电源满功率输出，并计算出新的 若下游有其他区段，则将新的 发送给下游Agent，重复步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0088] ④若区段k的上游没有其他区段，则进行下一步；若区段k的上游有其他区段，Agent k向邻近的上游区段k-1内的代理Agent k-1请求调压，将最新的 发送给Agent k-1，请求提高区段k-1内分布式电源的输出功率，包括有功功率和无功功率，并且优先提高有功功率。Agent k-1利用式(1)和式(3)计算出需要提高的功率|ΔPk-1|和|ΔQk-1|，若区段k-1内分布式电源有足够的功率裕度，则分别将区段k-1内分布式电源的功率输出分别提高|ΔPk-1|和|ΔQk-1|，电压升高到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若区段k-1内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段k-1内分布式电源满功率输出，并计算出新的 若上游有其他区段，则将新的 发送给上游Agent，重复步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0089] ⑤当线路上游没有其他区段时，线路中最上游的Agent将 发送至分布式电源集群Agent，分布式电源集群Agent接收到调压信息后，若没有其他线路，则进行下一步；若有其他线路，向其他电压最值相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求。其他线路最上游的Agent接收到消息后，利用式(1)-(3)计算出需要提高的功率|ΔP|和|ΔQ|，若区段内分布式电源的功率裕度足够，则分别将区段内分布式电源的功率输出分别提高|ΔP|和|ΔQ|，电压升高到目标电压，调压结束，向分布式电源集群Agent发送完成信息，分布式电源集群Agent再向Agent k发送完成信息；若区段内分布式电源的功率裕度不足以将电压升高到目标电压，则将区段内分布式电源满功率输出，并计算出新的 并将新的 返回至分布式电源集群Agent，分布式电源集群Agent继续向其他电压最值相对较低的线路的最上游Agent发送调压请求，重复步骤，直到调压完成，向Agent k发送完成信息；

[0090] ⑥若没有其他线路或者所有其他线路都已经参与调压后节点b仍不能达到目标电压，则分布式电源集群Agent向Agent k发送切负荷信息，Agent k根据区段内的负荷情况，利用式(2)校验负荷切除是否能够使得节点b电压达到目标电压。

[0091] 所述节点电压过高电压限值时进行降压处理过程如下：

[0092] ①节点b所在区段为区段k，当节点b的电压过高时，区段k内的Agent k通过式(1)计算当前电压与目标电压之间平方差

[0093] ②Agent k降低区段k内分布式电源的无功功率。Agent k根据式(2)或式(3)计算出需要降低的功率|ΔQk′|，若|ΔQk′|小于区段k内分布式电源当前的无功输出，则将区段k内分布式电源的无功输出降低|ΔQk′|，电压降低到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若|ΔQk′|大于区段k内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并进行下一步；

[0094] ③Agent k计算新的 若区段k的下游没有其他区段，则进行下一步；若区段k的下游还有其他区段，则向邻近的下游区段k+1内的Agent k+1发送新的 请求降低区段k+1内分布式电源的无功输出。Agent k+1利用式(1)和式(2)计算出需要降低的无功功率|ΔQk+1′|，若|ΔQk+1′|小于区段k+1内分布式电源当前的无功输出，则将区段k+1内分布式电源的无功输出降低|ΔQk+1′|，电压降低到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若|ΔQk+1′|大于区段k+1内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并计算出新的若下游有其他区段，则将新的 发送给下游Agent，重复步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0095] ④若区段k的上游没有其他区段，则进行下一步；若区段k的上游有其他区段，Agent k向邻近的上游区段k-1内的代理Agent k-1请求调压，将最新的 发送给Agent k-1，请求降低区段k-1内分布式电源的无功输出。Agent k-1利用式(1)和式(3)计算出需要提高的无功功率|ΔQk-1′|，若|ΔQk-1′|小于区段k-1内分布式电源当前的无功输出，则将区段k-1内分布式电源的无功输出降低|ΔQk-1′|，电压降低到目标电压，调压结束，向Agent k发送完成信息；若|ΔQk-1′|大于区段k-1内分布式电源当前的无功输出，则无功输出设为0，并计算出新的 若上游有其他区段，则将新的 发送给上游Agent，重复步骤，直到调压结束，返回完成信息；

[0096] ⑤将③和④中的无功输出换成有功输出，以相同的方式执行调压；若调压后节点b仍不能达到目标电压，则Agent k执行切负荷操作，并根据区段内的负荷情况，利用式(2)校验负荷切除是否能够使得节点b电压达到目标电压；

[0097] 如图5所示，一段通信线路故障时的通信方式，步骤如下：

[0098] ①当某条通信线路(设Agent j和Agent j+1之间的通信线路)出现故障时，Agent j通过其他正常的通信线路(j节点到与它直接通信的除j+1节点外的其它通信节点间的通信线路)告知Agent j所在通信线路上的其他Agent(包括分布式电源集群Agent)Agent j和Agent j+1之间的通信线路发生故障。

[0099] ②故障存在时，步骤二中的状态获取的通信方向，改为从Agent j向上游的Agent发送信息比较电压最值，Agent j+1向下游的Agent发送信息比较电压最值；两路信息在分布式电源集群Agent处汇合，比较得出该线路的电压最值；

[0100] ③故障存在时，在步骤四和步骤五的调压过程中，当Agent j及其上游的Agent需要发送信息给Agent j+1及其下游的Agent时，发送信息的Agent需要改变通信方向，向上游的Agent发送信息，通过其他正常的通信线路，从分布式电源集群Agent绕到接收信息Agent；反之，当Agent j+1及其下游的Agent需要发送信息给Agent j及其上游的Agent时，发送信息的Agent同样改变通信方向，向下游的Agent发送信息，通过其他正常的通信线路，从分布式电源集群Agent绕到接收信息的Agent。

[0101] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。