隨著能源市場的深化改革與低碳清潔能源的發(fā)展，未來配電系統(tǒng)中將出現(xiàn)海量、異質(zhì)、分散的靈活資源，以及對其進(jìn)行整合并具備管理自身發(fā)電、用電與儲電能力的產(chǎn)消者。分布式電源滲透率的不斷提升對配電系統(tǒng)的雙向潮流適應(yīng)能力與新能源接納能力提出了更高要求。

同時，產(chǎn)消者兼具電能生產(chǎn)與消費(fèi)者的雙重身份，市場價格引導(dǎo)下的經(jīng)濟(jì)用電策略很可能導(dǎo)致產(chǎn)消者在某時段的集中放電或用電，隨之造成配電網(wǎng)末端電壓升高、反向負(fù)荷尖峰，引發(fā)網(wǎng)絡(luò)阻塞等能量網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全問題。

隨著分布式資源配置容量與電力系統(tǒng)靈活性需求的不斷提升，通過分布式智能電網(wǎng)整合用戶側(cè)靈活資源并進(jìn)行協(xié)同調(diào)度，對提升分布式電源就地消納與配電系統(tǒng)實時供需平衡調(diào)節(jié)能力具有重要意義。

考慮到分布式智能電網(wǎng)優(yōu)化過程中的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性、決策生成的實時性與能量網(wǎng)絡(luò)安全性的需求，華北電力大學(xué)潘璽安、艾欣等提出一種考慮網(wǎng)絡(luò)安全約束的分布式智能電網(wǎng)邊云協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法。

圖1 基于邊云協(xié)同的分布式智能電網(wǎng)層級優(yōu)化調(diào)度框架

研究者首先將分布式智能電網(wǎng)中靈活資源的優(yōu)化調(diào)度過程描述為一個多智能體優(yōu)化模型，并構(gòu)建了基于邊云協(xié)同的分布式智能電網(wǎng)系統(tǒng)層級優(yōu)化調(diào)度框架；然后，建立了考慮產(chǎn)消者差異化特征的異構(gòu)智能體交互環(huán)境模型，為兼顧異構(gòu)產(chǎn)消者的設(shè)備運(yùn)行要求與分布式智能電網(wǎng)系統(tǒng)的整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性和能量網(wǎng)絡(luò)安全性，設(shè)計了考慮全局-局部獎勵相結(jié)合的產(chǎn)消者智能體獎勵方法。

他們最后針對考慮異構(gòu)智能體的離線訓(xùn)練任務(wù)提出了一種改進(jìn)多智能體近端策略優(yōu)化算法，并基于IEEE 33節(jié)點系統(tǒng)，利用該方法對分布式智能電網(wǎng)系統(tǒng)實時優(yōu)化調(diào)度過程中能量網(wǎng)絡(luò)安全性、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性與決策時效性的提升作用進(jìn)行了驗證。

圖2 各方案下分布式智能電網(wǎng)系統(tǒng)離線訓(xùn)練過程

表1 系統(tǒng)整體運(yùn)行成本與能量網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全情況

此外，在現(xiàn)有分時電價與上網(wǎng)電價機(jī)制下，靈活資源產(chǎn)消者的獲益空間有限，因此研究者基于當(dāng)前研究工作，后續(xù)將針對提升靈活資源產(chǎn)消者收益的實時交易機(jī)制與方案展開進(jìn)一步研究。

本工作成果發(fā)表在2024年第19期《電工技術(shù)學(xué)報》，論文標(biāo)題為“考慮網(wǎng)絡(luò)安全約束的分布式智能電網(wǎng)邊云協(xié)同優(yōu)化調(diào)度方法”。本課題得到國家自然科學(xué)基金面上項目和北京市科技新星計劃項目資助。