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中国国家电网公司于2009年8月发布了《建设统一坚强智能电网综合研究报告》。2015年,电力装备被列入《中国制造2025》十大重点突破发展领域之一。2016年7月,《“十三五”国家科技创新规划》发布的重大工程有:智能电网、大数据、智能制造和机器人等共9项,智能电网是其中之一。由此可知,智能电网行业已经逐步成为国家重点发展领域。至2020年,新能源将有序并网,电网并入风能将超过1.5亿千瓦、水能将超过3200万千瓦、光伏发电将超过2000万千瓦。智能电网必须具备高度的智能化水平以及广泛的分布式,而且能够适应各类清洁能源的灵活接入和错峰调节,满足用户多样化需求。
分布式人工智能将是智能电网建设的核心。多智能体系统的协调控制是分布式人工智能研究的热点问题,该研究领域中最基本的问题之一是一致性问题。随着对多智能体系统协同控制研究的不断深入,一致性问题已成为当前的一个研究热点前沿问题。
对于智能电网来说,由于大量的间歇式能源、分布式能源和柔性负荷等的接入,智能电网建模变得越来越困难,甚至无法建模或所建模型不可用。另外由智能电网具有即插即用的特点,因而电网必然会存在一些固有的缺陷,这必将会影响电网的稳定运行,严重的会引起电网的崩溃。基于这些难点,本文主要的研究工作如下:
(1)针对智能电网的不确定部分,设计了一种内模补偿器;针对异构的电网系统,提出了分布式补偿算法并设计了分布式补偿器。基于内模补偿器以及分布式补偿器给出了一个基于邻居节点信息的状态反馈控制器。证明了分布式协同控制策略可以抑制智能电网外部扰动且能够实现其控制目标。
(2)针对智能电网系统状态不可测的情况,设计了一个降阶观测器,并基于观测器给出了分布式动态输出反馈控制器。应用本文算法可使智能电网不可测部分的观测误差快速收敛并趋于零,大大减少了整个智能电网系统的同步时间。
(3)提出了一类基于策略迭代的近似动态规划算法(Approximate Dynamic Programming,ADP)的无模型分布式设计方法,其主要优势在于不需要知道系统精确的数学模型,即可达到指定的收敛速度,并给出了其收敛性证明,提高了智能电网系统一致性收敛的速度和精度,同时证明了无模型分布式控制算法可以令智能电网系统跟踪误差严格收敛到零。
(4)提出了有限步稳定的近似动态规划算法,首次证明了对于值迭代算法,存在一个有限迭代步使得迭代控制器稳定,其最优问题的性能指标为带有折扣因子的二次型性能指标,并证明了基于该算法智能电网系统的最优控制是稳定的,同时证明了引入折扣因子的优越性。
分布式人工智能将是智能电网建设的核心。多智能体系统的协调控制是分布式人工智能研究的热点问题,该研究领域中最基本的问题之一是一致性问题。随着对多智能体系统协同控制研究的不断深入,一致性问题已成为当前的一个研究热点前沿问题。
对于智能电网来说,由于大量的间歇式能源、分布式能源和柔性负荷等的接入,智能电网建模变得越来越困难,甚至无法建模或所建模型不可用。另外由智能电网具有即插即用的特点,因而电网必然会存在一些固有的缺陷,这必将会影响电网的稳定运行,严重的会引起电网的崩溃。基于这些难点,本文主要的研究工作如下:
(1)针对智能电网的不确定部分,设计了一种内模补偿器;针对异构的电网系统,提出了分布式补偿算法并设计了分布式补偿器。基于内模补偿器以及分布式补偿器给出了一个基于邻居节点信息的状态反馈控制器。证明了分布式协同控制策略可以抑制智能电网外部扰动且能够实现其控制目标。
(2)针对智能电网系统状态不可测的情况,设计了一个降阶观测器,并基于观测器给出了分布式动态输出反馈控制器。应用本文算法可使智能电网不可测部分的观测误差快速收敛并趋于零,大大减少了整个智能电网系统的同步时间。
(3)提出了一类基于策略迭代的近似动态规划算法(Approximate Dynamic Programming,ADP)的无模型分布式设计方法,其主要优势在于不需要知道系统精确的数学模型,即可达到指定的收敛速度,并给出了其收敛性证明,提高了智能电网系统一致性收敛的速度和精度,同时证明了无模型分布式控制算法可以令智能电网系统跟踪误差严格收敛到零。
(4)提出了有限步稳定的近似动态规划算法,首次证明了对于值迭代算法,存在一个有限迭代步使得迭代控制器稳定,其最优问题的性能指标为带有折扣因子的二次型性能指标,并证明了基于该算法智能电网系统的最优控制是稳定的,同时证明了引入折扣因子的优越性。