Интеллектуальная система электроснабжения на базе персональных энергоблоков

Page 1
background image

Page 2
background image

38

Интеллектуальная система 
электроснабжения на базе 
персональных энергоблоков

И

нтенсивное

 

развитие

 

воз

-

обновляемых

 

источников

 

энергии

 

и

 

широкое

 

ис

-

пользование

 

ветряной

 

и

 

солнечной

 

энергии

 

в

 

системах

 

электроснабжения

 

выявили

 

ряд

 

проблем

связанных

 

с

 

управлени

-

ем

интеграцией

 

таких

 

источников

 

электроэнергии

 

в

 

распредели

-

тельную

 

сеть

организацией

 

рынка

 

электроэнергии

.

В

 

свою

 

очередь

традиционные

 

распределительные

 

сети

 

имеют

 

некоторые

 

недостатки

связанные

 

с

 

непрерывностью

 

производства

 

и

 

потребления

 

электроэнергии

то

 

есть

 

невозможностью

 

хранения

 

электроэнергии

 

и

 

отсутствием

 

це

-

нозависимого

 

потребления

кото

-

рое

 

могло

 

бы

 

вносить

 

существен

-

ный

 

вклад

 

в

 

сглаживание

 

графика

 

потребления

 

и

 

позволило

 

бы

 

на

-

капливать

 

энергию

 

в

 

часы

 «

деше

-

вой

» 

электроэнергии

что

 

экономи

-

ло

 

бы

 

деньги

 

потребителя

Также

 

при

 

наличии

 

множества

 

источни

-

ков

 

энергии

принадлежащих

 

раз

-

ным

 

собственникам

на

 

среднем

 

и

 

низшем

 

напряжении

 

возникают

 

сложности

 

управления

 

перетока

-

ми

 

мощности

 

в

 

распределитель

-

ных

 

сетях

а

 

также

 

с

 

функциониро

-

ванием

 

РЗА

.

Для

 

решения

 

указанных

 

про

-

блем

 

предлагается

 

создание

 

интеллектуальной

 

сети

 

электро

-

снабжения

 

на

 

базе

 

персональных

 

энергоблоков

.

Персональный

 

энергоблок

 

(

ПЭБ

) — 

это

 

энергоинформаци

-

онное

 

устройство

 

потребителя

 

электроэнергии

в

 

котором

 

осу

-

ществляется

 

накопление

 

электро

-

энергии

к

 

которому

 

подключаются

 

ВИЭ

а

 

также

 

другие

 

персональные

 

энергоблоки

Между

 

персональны

-

ми

 

энергоблоками

 

прокладывают

-

ся

 

электрические

 

линии

 

связи

 

для

 

передачи

 

электроэнергии

 

и

 

циф

-

ровые

 

линии

 

связи

 

для

 

функцио

-

нирования

 

интеллектуальной

 

сис

-

темы

 

управления

Персональный

 

энергоблок

 

состоит

 

из

 

накопителя

 

электроэнергии

зарядно

-

подза

-

рядного

 

устройства

инвертора

блоков

 

ввода

-

вывода

 

электро

-

энергии

 

и

 

интеллектуального

 

бло

-

ка

 

управления

Наличие

 

электрических

 

связей

 

между

 

узлами

 

системы

 

и

 

примене

-

ние

 

накопителей

 

электроэнергии

 

позволяет

 

обеспечить

 

надежность

 

электроснабжения

 

потребителей

Распределенное

 

накопление

 

элек

-

троэнергии

 

позволяет

 

разнести

 

во

 

времени

 

процессы

 

производства

купли

-

продажи

 

электроэнергии

 

и

 

ее

 

фактического

 

потребления

Таким

 

образом

 

достигается

 

воз

-

можность

 

внедрения

 

ценозависи

-

мого

 

потребления

 

электроэнергии

 

в

 

узлах

 

системы

Каждый

 

пер

-

сональный

 

энергоблок

 

является

 

самодостаточным

 

узлом

 

энерго

-

системы

 — 

агентом

который

 

спо

-

собен

 

обмениваться

 

информаци

-

ей

 (

общаться

с

 

другими

 

агентами

 

сети

Поскольку

 

передача

 

электро

-

энергии

 

между

 

персональными

 

энергоблоками

 

осуществляется

 

по

 

принципу

  «

точка

-

точка

» (P2P) 

без

 

использования

 

традиционных

 

распределительных

 

сетей

осу

-

ществление

 

расчетов

 

и

 

ценообра

-

зование

 

также

 

проводится

 

в

 

рам

-

ках

 

небольших

 

локальных

 

рынков

 

электроэнергии

Данный

 

принцип

 

позволяет

 

существенно

 

упростить

 

релейную

 

защиту

 

и

 

определе

-

ние

 

места

 

повреждения

так

 

как

 

в

 

каждый

 

момент

 

времени

 

задей

-

ствована

 

одна

 

линия

 

связи

а

 

не

 

древовидная

 

сеть

как

 

в

 

случае

 

с

 

традиционными

 

распредели

-

тельными

 

сетями

.

Управление

 

системой

 

осущест

-

вляется

 

без

 

использования

 

цен

-

трального

 

узла

 

принятия

 

решений

Саморегулирование

 

системы

 

до

-

стигается

 

путем

 

применения

 

муль

-

Волошин

 

А

.

А

.,

к

.

т

.

н

., 

и

.

о

зав

кафедры

 

РЗиАЭ

 

НИУ

 «

МЭИ

»

Волошин

 

Е

.

А

., 

заместитель

 

генераль

-

ного

 

директора

 

по

 

ИТ

 

ООО

 «

ИЭЭС

»

Рогозинников

 

Е

.

И

.

магистр

 

кафедры

 

РЗиАЭ

 

НИУ

 «

МЭИ

»  

у

п

р

а

в

л

е

н

и

е

 с

е

т

я

м

и

управление сетями


Page 3
background image

39

тиагентной

 

системы

  (

МАС

управ

-

ления

 

взаиморасчетами

 

между

 

узлами

МАС

 — 

это

 

система

со

-

стоящая

 

из

 

двух

 

и

 

более

 

интел

-

лектуальных

 

агентов

Под

 

поняти

-

ем

 

агент

 

понимается

  «

экземпляр

 

программного

 

обеспечения

 

или

 

элемент

 

программно

-

техническо

-

го

 

комплекса

который

 

существует

 

в

 

некоторой

 

окружающей

 

среде

 

и

 

может

 

автономно

 

реагировать

 

на

 

изменения

 

в

 

этой

 

среде

».  

Сре

-

да

 — 

это

 

все

что

 

находится

 

вне

 

агента

 [1]. 

В

 

свою

 

очередь

интел

-

лектуальный

 

агент

 — 

это

 

агент

об

-

ладающий

 

гибкой

 

автономностью

то

 

есть

 

свойствами

 

реактивности

проактивности

 

и

 

социальным

 

вза

-

имодействием

 [1]. 

В

 

такой

 

систе

-

ме

 

каждый

 

узел

 

является

 

агентом

 

МАС

осуществляющим

 

свою

 

дея

-

тельность

 

для

 

достижения

 

целей

свойственных

 

своему

 

типу

 

аген

-

тов

агенты

 

потребителей

 

стре

-

мятся

 

обеспечить

 

бесперебойное

 

электроснабжение

 

в

 

соответствии

 

с

 

графиком

 

нагрузки

 

по

 

наимень

-

шей

 

цене

агенты

-

производители

 

электроэнергии

 

стремятся

 

произ

-

вести

 

и

 

реализовать

 

на

 

локальном

 

рынке

 

как

 

можно

 

больше

 

энергии

 

по

 

наибольшей

 

цене

Рыночные

 

механизмы

 

торгов

 

между

 

агентами

 

позволяют

 

сбалансировать

 

спрос

 

и

 

предложение

 

электро

 

энергии

 

при

 

ее

 

равновесной

 

цене

 

в

 

полно

-

стью

 

автоматическом

 

режиме

.

Для

 

достоверизации

 

транзак

-

ций

 

последние

 

записываются

 

в

 

блокчейн

который

 

является

 

де

-

централизованной

 

системой

 

хра

-

нения

 

контрактов

В

 

связи

 

с

 

этим

 

предлагаемая

 

система

 

не

 

требует

 

наличия

 

центрального

 

узла

в

 

ко

-

тором

 

постоянно

 

происходили

 

бы

 

регистрация

 

транзакций

передача

 

денежных

 

средств

 

и

 

контроль

 

пе

-

редаваемой

 

электроэнергии

Блок

-

чейн

 

представляет

 

собой

 

базу

данные

 

в

 

которой

 

представлены

 

последовательностью

 

записей

которую

 

можно

 

дополнять

Записи

 

вместе

 

со

 

вспомогательной

 

инфор

-

мацией

 

хранятся

 

в

 

блоках

Блоки

 

хранятся

 

в

 

виде

 

односвязного

 

спи

-

ска

Каждый

 

участник

 

представлен

 

узлом

который

 

хранит

 

весь

 

акту

-

альный

 

массив

 

данных

 

и

 

контакти

-

Узел 2

1

2

3

4

С

ном

=12 кВтч

P

ном

=2 кВт

Узел 1

1

2

3

4

P

ном

=2 кВт

P

ном

=2 кВт

С

ном

=8 кВтч

Узел 4

1

2

3

4

P

ном

=2 кВт

P

ном

=2 кВт

С

ном

=12 кВтч

Узел 3

1

2

3

4

С

ном

=8 кВтч

P

ном

=2 кВт

Узел 6

1

2

3

4

С

ном

=12 кВтч

P

ном

=2 кВт

Узел 7

1

2

3

4

P

ном

=2 кВт

P

ном

=2 кВт

С

ном

=12 кВтч

Узел 8

1

2

3

4

P

ном

=2 кВт

P

ном

=2 кВт

С

ном

=16 кВтч

Узел 9

1

2

3

4

P

ном

 = 3 кВт

P

ном

 = 2 кВт

С

ном

 = 16 кВтч

Узел 5

1

2

3

4

P

ном

=2 кВт

С

ном

=14 кВтч

P

ном

=2 кВт

рует

 

с

 

другими

 

узлами

Узлы

 

могут

 

добавлять

 

новые

 

записи

 

в

 

конец

 

списка

а

 

также

 

сообщают

 

друг

 

другу

 

об

 

изменениях

 

списка

Передача

 

электроэнергии

 

меж

-

ду

 

узлами

 

системы

 

может

 

произ

-

водиться

 

как

 

на

 

постоянном

так

 

и

 

на

 

переменном

 

токе

Передача

 

электроэнергии

 

в

 

режиме

 P2P 

по

-

зволяет

 

существенно

 

упростить

 

разработку

 

и

 

развитие

 

электриче

-

ской

 

сети

 

интеллектуальной

 

систе

-

мы

 

электроснабжения

так

 

как

 

при

 

таком

 

построении

 

системы

 

отсут

-

ствуют

 

проблемы

 

с

 

координацией

 

уровней

 

токов

 

КЗ

регулированием

 

частоты

 

и

 

активной

 

мощности

ре

-

гулированием

 

напряжения

 

и

 

реак

-

тивной

 

мощности

.

В

 

ходе

 

проведения

 

исследова

-

ния

 

был

 

разработан

 

способ

 

вза

-

имодействия

 

представляющих

 

узлы

 

системы

 

электроснабжения

 

агентов

обеспечивающий

 

рас

-

пределенное

 

управление

 

электро

-

снабжением

 

потребителей

 

и

 

ре

-

ализацию

 

торгов

 

на

 

локальных

 

рынках

 

электроэнергии

.

На

 

рисунке

 1 

изображена

 

схема

 

исследуемой

 

распределенной

 

сис

-

темы

 

электроснабжения

содержа

-

щей

 

узлы

 

потребителей

 

электро

-

энергии

узлы

 

генерации

 

на

 

основе

 

ВИЭ

 

и

 

узел

 

связи

 

с

 

понижающим

 

трансформатором

 

системы

 

элек

-

троснабжения

 

верхнего

 

уровня

В

 

такой

 

сети

 

устройства

 

ВИЭ

 

явля

-

ются

 

равноправными

 

участниками

 

рынка

 

электроэнергии

 

и

 

стоимость

 

их

 

энергии

 

на

 

локальном

 

рынке

 

определяется

 

в

 

каждый

 

момент

 

времени

 

текущим

 

спросом

 

и

 

пред

-

ложением

.

Рассмотрим

 

случай

когда

 

узлу

 1 

требуется

 

приобрести

 

для

 

своего

 

потребления

 

некоторое

 

количество

 

электроэнергии

Для

 

этого

 

он

 

объявляет

 

аукцион

 

среди

 

смежных

 

узлов

 2, 3 

и

 4 

на

 

покупку

 

электроэнергии

с

 

которыми

 

у

 

него

 

есть

 

непосредственная

 

связь

Узлы

 3 

и

 4 

являются

 

производи

-

телями

 

электроэнергии

узел

 2 

не

 

имеет

 

источников

 

генерации

 

элек

-

троэнергии

но

 

имеет

 

некоторые

 

запасы

 

в

 

своем

 

накопителе

кото

-

Рис

. 1. 

Пример

 

работы

 

распределенной

 

интел

-

лектуальной

 

системы

 

электроснабжения

 1 (40) 2017


Page 4
background image

40

УПРАВЛЕНИЕ 

СЕТЯМИ

Узел 4

Узел 1

Узел 3

Узел 2

Узел 5

Узел 6

Старт

Приглашение

Приглашение

Ставка

Ставка

Ставка

Ставка

Ставка

Выход

Приглашение

Ставка

Ставка

Ставка

Ставка

Ставка

Выход

Возврат

Ставка

Стоп

Ставка

Стоп

Стоп

Ставка

Выход

Конец

Согласие

Согласие

Согласие

Старт

Старт

П

П

П

Старт

Согласие

Старт

Заключение контракта

Заключение контракта

Подтверждение

Подтверждение

Конец

Рис

. 2. 

Пример

 

проведения

 

аукциона

 

агентом

 

узла

 1

рые

 

он

 

может

 

продать

 

узлу

 1. 

Объ

-

ем

 

передаваемой

 

электроэнергии

 

между

 

узлами

 

ограничен

 

пропуск

-

ной

 

способностью

 

линий

Узел

 1 

начинает

 

аукцион

в

 

ходе

 

которого

 

каждый

 

агент

 

снижает

 

цену

 

в

 

со

-

ответствии

 

до

 

достижения

 

мини

-

мальной

 

на

 

данный

 

момент

 

цены

 

электроэнергии

 

для

 

этого

 

узла

Минимальная

 

цена

 

на

 

текущий

 

мо

-

мент

 

времени

 

определяется

 

с

 

уче

-

том

 

прогнозируемых

 

графиков

 

потребления

 

в

 

узле

генерации

 

за

 

счет

 

собственных

 

источников

сто

-

имости

 

электроэнергии

 

по

 

стати

-

стическим

 

данным

накопленным

 

в

 

узле

а

 

также

 

степенью

 

заряда

 

аккумулятора

Узел

начинающий

 

торги

устанавливает

 

время

 

про

-

ведения

 

аукциона

в

 

течение

 

ко

-

торого

выбывший

 

из

 

торгов

 

агент

например

агент

 

узла

 2, 

может

 

объ

-

явить

 

вторичный

 

аукцион

 

со

 

свои

-

ми

  «

агентами

-

соседями

» (

узлы

 5 

и

 6), 

которые

 

не

 

были

 

задейство

-

ваны

 

в

 

первичном

 

аукционе

 

узла

 1.

На

 

рисунке

 2 

представлен

 

при

-

мер

 

проведения

 

аукциона

органи

-

зованного

 

агентом

 

узла

 1.

После

 

решения

 

агента

 

начать

 

аукцион

 

он

 

отправляет

 

пригла

-

шение

 

соседним

 

агентам

в

 

дан

-

ном

 

случае

 

это

 

агенты

 

узлов

 2, 3 

и

 4, 

принять

 

участие

 

в

 

аукционе

Получив

 

от

 

каждого

 

агента

 

под

-

тверждение

 

или

 

отказ

 

от

 

участия

 

в

 

аукционе

агент

-

инициатор

 

аук

-

циона

 

принимает

 

решение

 

о

 

стар

-

те

 

торгов

 

или

 

о

 

повторе

 

аукциона

 

через

 

некоторый

 

промежуток

 

вре

-

мени

В

 

рассматриваемом

 

случае

 

все

 

агенты

-

соседи

 

отправили

 

под

-

тверждения

 

на

 

участие

 

в

 

аукционе

Начинаются

 

торги

в

 

ходе

 

которых

 

каждый

 

агент

исходя

 

из

 

своих

 

воз

-

можностей

снижает

 

цену

 

относи

-

тельно

 

последней

 

предложенной

отправляя

 

предлагаемую

 

цену

 

всем

 

участвующим

 

в

 

аукционе

Агент

который

 

не

 

может

 

дальше

 

снижать

 

цену

выходит

 

из

 

торгов


Page 5
background image

41

начиная

 

при

 

этом

 

свой

 

вторичный

 

аукцион

На

 

рисунке

 2 

это

 

агент

 

узла

 2. 

Он

 

так

 

же

 

отсылает

 

сосед

-

ним

 

агентам

не

 

принимающим

 

участие

 

в

 

первичном

 

аукционе

 

(

агенты

 5 

и

 6), 

приглашение

 

при

-

нять

 

участие

 

в

 

его

 

аукционе

 

и

 

ждет

 

ответа

 

от

 

них

При

 

получении

 

хотя

 

бы

 

одного

 

подтверждения

 

начи

-

наются

 

вторичные

 

торги

однако

время

 

проведения

 

данного

 

аукцио

-

на

 

уменьшается

 

в

 

зависимости

 

от

 

оставшегося

 

времени

 

проведения

 

первичного

 

аукциона

После

 

ис

-

течения

 

времени

 

вторичного

 

аук

-

циона

агент

 

узла

 H 

отправляет

 

сообщения

 

участникам

 

аукциона

 

о

 

завершении

 

торгов

При

 

этом

 

агент

проигравший

 

торги

 (

в

 

данном

 

случае

 

агент

 

узла

 6), 

может

 

органи

-

зовать

 

свой

уже

 

третичный

аукци

-

он

если

 

ему

 

позволяет

 

это

 

сделать

 

оставшееся

 

время

 

вторичного

 

аук

-

циона

Если

 

цена

предлагаемая

 

победителем

 

вторичного

 

аукциона

 

(

узел

 5), 

оказалась

 

меньше

чем

 

та

до

 

которой

 

мог

 

опустится

 

агент

-

инициатор

 

вторичного

 

аукциона

 

(

узел

 2) 

на

 

первичном

 

аукционе

вторичный

 

аукцион

 

считается

 

про

-

веденным

 

успешно

и

 

агент

 2 «

от

-

кладывает

» 

завершение

 

своего

 

вторичного

 

аукциона

 

и

 

возвраща

-

ется

 

в

 

первичный

После

 

того

 

как

 

время

отведенное

 

на

 

проведение

 

первичного

 

аукциона

закончится

агент

-

инициатор

  (

узел

 1) 

отправ

-

ляет

 

всем

 

участникам

 

сообщение

 

о

 

завершении

 

аукциона

Агенту

предложившему

 

лучшую

 

цену

от

-

правляется

 

сообщение

 

о

 

заклю

-

чении

 

сделки

  (

в

 

рассмотренном

 

случае

 — 

агенту

 

узла

 2), 

который

 

завершает

 

свой

 

вторичный

 

аукци

-

он

 

сделкой

 

с

 

победителем

 

вторич

-

ного

 

аукциона

и

 

отправляет

 

со

-

гласие

 

агенту

-

инициатору

 (

узел

 1). 

В

 

случае

когда

 

вторичный

 

аукци

-

он

 

был

 

успешен

но

 

в

 

первичных

 

торгах

 

агент

-

инициатор

 

вторично

-

го

 

аукциона

 

не

 

смог

 

победить

от

-

правляется

 

сообщение

 

об

 

отмене

 

вторичного

 

аукциона

.

Все

 

агенты

 

в

 

данной

 

системе

 

интеллектуальны

Они

 

получа

-

ют

 

прогноз

 

погоды

 

на

 

ближайшие

 

24 

часа

 

и

при

 

наличии

 

ВИЭ

стро

-

ят

 

прогнозы

 

генерации

 

электро

-

энергии

, «

запоминают

» 

модель

 

потребления

 

владельца

 

узла

 

и

 

формируют

 

прогноз

 

потребления

 

на

 

ближайшие

 

сутки

а

 

также

 

хра

-

нят

 

информацию

 

о

 

проведенных

 

аукционах

 

и

 

корректируют

 

прогноз

 

цен

 

на

 

рынке

Каждый

 

агент

 

ре

-

шает

 

задачу

 

оптимизации

 

своего

 

режима

 

покупки

 

и

 

продажи

 

элек

-

троэнергии

 

на

 

сутки

 

вперед

Кри

-

терием

 

оптимальности

 

режима

 

ра

-

боты

 

является

 

подержание

 

заряда

 

на

 

необходимом

 

для

 

потребителя

 

уровне

 

и

 

получение

 

максимальной

 

выгоды

 

от

 

торговли

 

электроэнер

-

гией

Целевая

 

функция

 

алгоритма

 

задана

 

формулой

 1:

 

23

 

Ф

 =

(

П

[

i

Ц

[

i

] + 

Ш

[

i

])

(1)

 

i

 = 0

где

 

Ф

 — 

это

 

значение

 

целевой

 

функции

П

[

i

] — 

предлагаемое

 

ген

-

ным

 

алгоритмом

 

значение

  «

пове

-

дения

» 

на

 

момент

 

времени

 

i

 (

про

-

дажа

 

или

 

покупка

 

электроэнергии

); 

Ц

[

i

] — 

прогнозируемая

 

цена

 

за

 

кВт

·

ч

 

на

 

момент

 

времени

 

i

Ш

[

i

] — 

значение

 

штрафной

 

функции

 

на

 

момент

 

времени

 

i

.

Штрафная

 

функция

 

увеличи

-

вается

 

при

 

снижении

 

прогнозиру

-

емого

 

заряда

 

аккумулятора

 

ниже

 

заданного

 

уровня

а

 

также

 

при

 

пре

-

вышении

 

максимального

 

уровня

 

заряда

.

Прогнозируемый

 

заряд

 

для

 

каждого

 

часа

 

определяется

 

фор

-

мулой

 2:

 

З

[

i

] = 

З

[

– 1] – 

Н

[

i

] + 

Г

[

i

] + 

П

[

i

] (2)

где

 

З

[

i

] — 

прогнозируемый

 

заряд

 

аккумулятора

 

на

 

момент

 

време

-

ни

 

i

Н

[

i

] — 

прогнозируемое

 

потреб

-

ление

 

электроэнергии

 

на

 

момент

 

времени

 

i

Г

[

i

] — 

прогнозируемая

 

генерация

 

электроэнергии

 

на

 

мо

-

мент

 

времени

 

i

.

Таким

 

образом

достигается

 

ин

-

теллектуализация

 

поведения

 

аген

-

та

агент

 

будет

 

стараться

 

покупать

 

электроэнергию

 

в

 

периоды

 «

деше

-

вой

» 

электроэнергии

 

и

 

продавать

 

в

 

периоды

 

дорогой

при

 

этом

 

со

-

храняя

 

необходимый

 

комфортный

 

для

 

пользователя

 

уровень

 

заряда

.

В

 

ходе

 

проведения

 

исследова

-

ний

 

было

 

разработано

 

программ

-

ное

 

обеспечение

 TradingAgent 

для

 

ПЭБ

 

с

 

реализацией

 

мультиа

-

гентной

 

системы

 

управления

 

се

-

тью

 

электроснабжения

 

на

 

осно

-

ве

 

платформы

 JADE (Java Agent 

Development Framework). 

Разрабо

-

танные

 

в

 

рамках

 

ПО

 TradingAgent 

агенты

 

осуществляют

 

взаимодей

-

ствие

 

с

 

другими

 

такими

 

же

 

агента

-

ми

 

для

 

достижения

 

следующих

 

це

-

лей

получение

 

прогноза

 

погоды

 

на

 

следующие

 

сутки

проведение

 

аук

-

ционов

 

для

 

покупки

 

электроэнер

-

гии

 

на

 

локальных

 

рынках

 

электро

-

энергии

участие

 

в

 

аукционах

 

для

 

продажи

 

накопленной

 

электро

-

энергии

 

для

 

получения

 

прибыли

Каждый

 

из

 

агентов

 

осуществляет

 

прогнозирование

 

цен

 

на

 

электро

-

энергию

 

и

 

выстраивает

 

свою

 

стра

-

тегию

 

поведения

 

для

 

достижения

 

следующих

 

целей

обеспечение

 

бесперебойного

 

электроснабже

-

ния

 

своего

 

потребителя

увеличе

-

ние

 

прибыли

  (

снижение

 

затрат

в

 

суточном

 

цикле

 

регулирования

 

заряда

 

накопителя

Управление

 

системой

 

осуществляется

 

без

 

ис

-

пользования

 

центрального

 

узла

 

принятия

 

решений

баланс

 

генера

-

ции

 

и

 

потребления

 

обеспечивает

-

ся

 

за

 

счет

 

общения

 

агентов

 

и

 

реа

-

лизации

 

рыночных

 

механизмов

Рассмотрим

 

поведение

 

агентов

 

мультиагентной

 

системы

 

управле

-

ния

  (

схема

 

сети

 

электроснабже

-

ния

 

представлена

 

на

 

рисунке

 1) 

на

 

примере

 

агента

 

с

 

ВИЭ

 

и

 

агента

-

потребителя

Для

 

каждого

 

из

 

них

 

ниже

 

приведены

 

графики

по

 

кото

-

рым

 

можно

 

судить

 

о

 

правильности

 

работы

 

мультиагентной

 

системы

 

управления

.

На

 

рисунке

 3 

представлен

 

гра

-

фик

 

заряда

 

аккумулятора

генера

-

ции

 

и

 

потребления

 

электроэнергии

 

с

 0 

до

 23 

часов

а

 

на

 

рисунке

 4 — 

средняя

 

цена

 

за

 

кВт

·

ч

количество

 

приобретенной

 

и

 

проданной

 

элек

-

троэнергии

а

 

также

 

прибыль

 

аген

-

0

2000

4000

6000

8000

10000

0

5

10

15

20

25

Текущий заряд

 

Генерация 

Потребление

 

Время, ч

Количество электроэнергии, кВт·ч

Рис

. 3. 

Текущий

 

заряд

генерация

 

и

 

потребление

 

электроэнергии

 

по

 

часам

 

для

 

агента

 8

 1 (40) 2017


Page 6
background image

42

производителем

 

электроэнергии

 

и

 

находится

 

в

 

неблагоприятных

 

ус

-

ловиях

имея

 

всего

 2 

связи

 

с

 

други

-

ми

 

агентами

 

и

 

средний

 

по

 

емкости

 

аккумулятор

Поэтому

 

агент

 

будет

 

стараться

 

покупать

 

электроэнер

-

гию

 

в

 

часы

 

с

 

прогнозируемо

 

низкой

 

ценой

и

если

 

это

 

позволяет

 

уро

-

вень

 

заряда

продавать

 

в

 

период

 

пиковых

 

цен

.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Разработанная

 

Интеллектуаль

-

ная

 

система

 

электроснабжения

 

на

 

базе

 

ПЭБ

 

помимо

 

осуществления

 

торгов

 

на

 

локальных

 

рынках

 

элек

-

троэнергии

 

обеспечивает

 

функции

 

проактивного

 

синтеза

 

стратегии

 

заряда

 

и

 

разряда

 

накопителей

 

электроэнергии

ПЭБ

 

осуществля

-

ют

 

следующие

 

функции

прогнози

-

рование

 

энергопотребления

опти

-

мизация

 

закупок

 

электроэнергии

прогноз

 

генерации

 

и

 

управление

 

зарядом

 

и

 

разрядом

 

батареи

.

Прогнозирование

 

потребления

 

осуществляется

 

на

 

основе

 

цело

-

го

 

комплекса

 

факторов

включая

 

ретроспективные

 

данные

 

об

 

энер

-

гопотреблении

прогнозы

 

пого

-

ды

 

и

 

наблюдения

 

за

 

поведением

 

пользователя

На

 

основе

 

прогноза

 

электропотребления

 

ПЭБ

 

прово

-

дит

 

оптимизацию

 

стратегии

 

покуп

-

ки

 

и

 

продажи

 

электроэнергии

 

для

 

минимизации

 

затрат

 

пользовате

-

ля

путем

 

накопления

 

дешевой

 

электроэнергии

закупленной

 

в

 

пе

-

риод

 

избытка

 

предложения

  (

ноч

-

ной

 

минимум

 

нагрузки

солнечная

 

погода

сильный

 

ветер

для

 

по

-

следующего

 

собственного

 

исполь

-

зования

 

в

 

периоды

 

высокой

 

цены

 

предложений

 

на

 

локальном

 

рынке

 

(

дневной

/

вечерний

 

максимумы

). 

Проведенные

 

исследования

 

под

-

твердили

 

эффективность

 

распре

-

деленной

 

мультиагентной

 

системы

 

управления

 

ПЭБ

.

Разработка

 

программного

 

обес

-

печения

 

распределенной

 

системы

 

управления

 

ПЭБ

 

выполнялась

 

при

 

финансовой

 

поддержке

  «

Фонда

 

содействия

 

развитию

 

малых

 

форм

 

предприятий

 

в

 

научно

-

технической

 

сфере

».  

УПРАВЛЕНИЕ 

СЕТЯМИ

0

2000

4000

6000

8000

10000

0

5

10

15

20

25

Текущий заряд

 

Генерация 

Потребление

 

Время, ч

Количество электроэнергии, кВт·ч

Рис

. 5. 

Текущий

 

заряд

генерация

 

и

 

потребление

 

электроэнергии

 

по

 

часам

 

для

 

агента

 6

-200

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Купленные кВт·ч 

Проданные кВт·ч

 

Текущая цена за кВт·ч

Прибыль агента

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Время, ч

Средняя цена, руб. / Количество электроэнергии, кВт·ч

Баланс агента, руб.

Рис

. 6. 

Финансовый

 

баланс

цена

 

за

 

кВт

·

ч

купленная

 

и

 

проданная

 

электро

-

энергия

 

по

 

часам

 

для

 

агента

 6

ЛИТЕРАТУРА

1. 

Волошин

 

А

.

А

., 

Жуков

 

А

.

В

., 

Архи

-

пов

 

И

.

Л

Применение

 

мультиагент

-

ных

 

систем

 

в

 

электроэнергетике

 

за

 

рубежом

 

и

 

в

 

России

 // 

Вести

 

в

 

электроэнергетике

, 2016, 

 2.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0

2

4

6

8

10

12

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Купленные кВт·ч 

Проданные кВт·ч

 

Текущая цена за кВт·ч

Прибыль агента

Время, ч

Средняя цена, руб. / Количество электроэнергии, кВт·ч

Баланс агента, руб.

Рис

. 4. 

Финансовый

 

баланс

цена

 

за

 

кВт

·

ч

купленная

 

и

 

проданная

 

электро

-

энергия

 

по

 

часам

 

для

 

агента

 8

та

  (

по

 

вспомогательной

 

оси

для

 

агента

 8.  

Агент

 8 

является

 

произ

-

водителем

 

электроэнергии

имея

 

солнечные

 

батареи

 

суммарной

 

мощностью

 2 

кВт

Получив

 

прогноз

 

погоды

 

на

 

следующий

 

день

агент

 

выстраивает

 

свою

 

модель

 

пове

-

дения

 

таким

 

образом

чтобы

 

ми

-

нимизировать

 

затраты

 

на

 

покупку

 

электроэнергии

 

и

 

продавать

 

энер

-

гию

 

в

 

пиковые

 

часы

Из

 

рисунка

 4 

видно

что

 

прибыль

 

агента

 

растет

при

 

этом

 

в

 

моменты

 

времени

 0, 

2, 3 

и

 

т

.

д

.  

агент

 

является

 

посред

-

ником

то

 

есть

 

участвует

 

во

 

вто

-

ричных

 

аукционах

перепродавая

 

электроэнергию

 

с

 

наценкой

.

На

 

рисунке

 5 

представлен

 

гра

-

фик

 

заряда

 

аккумулятора

генера

-

ции

 

и

 

потребления

 

электроэнергии

 

за

 

сутки

а

 

на

 

рисунке

 6 — 

средняя

 

цена

 

за

 

кВт

·

ч

количество

 

приобре

-

тенной

 

и

 

проданной

 

электроэнер

-

гии

а

 

также

 

прибыль

 

агента

  (

по

 

вспомогательной

 

оси

для

 

аген

-

та

 6. 

Агент

 6 

не

 

является

 

агентом

-


Читать онлайн

Интенсивное развитие возобновляемых источников энергии и широкое использование ветряной и солнечной энергии в системах электроснабжения выявили ряд проблем, связанных с управлением, интеграцией таких источников электроэнергии в распределительную сеть, организацией рынка электроэнергии.

Поделиться: