电力系统的控制系统和控制方法

专利名称：电力系统的控制系统和控制方法
技术领域：
本发明涉及通过在具有分布式发电机的电力系统中使用多个主体来优化系统操 作成本和co2排放量的控制系统和控制方法。
背景技术：
最近，对于电力系统正在进行用来利用复合分布式发电系统、和能量存储装置 (ECS:能量系统)的尝试，该复合分布式发电系统包括利用自然能量的发电系统，如太阳 能发电和风力发电；和能够调节输出的输出可调节发电系统，如微型燃气轮机发电、柴油发 电、及燃料电池系统，该能量存储装置包括电气双层电容器。图17示出了独立6. 6kV分布式电力系统的构造实例。分布式电源或分布式发电 机，如柴油发电单元11、风力发电单元12、太阳能或光伏发电单元13、及包括电气双层电容 器的能量存储装置(ECS) 14，被分布并且与配电线15相连接。附图标记16表示固定负载， 并且附图标记17指示可变负载。作为用于如此构造的分布式发电机系统的输出调节方法，已经提出有自动发电控 制(AGC:自动发电系统)的技术，它包括几个计算机和多主体系统，该多主体系统布置成利 用经计算机网络的信息传输交换关于频率变化的信息和关于输出的信息(例如，参考非专 利文件1和非专利文件2)。非专利文件1 在日本的出版物，Hidari、Hiyama、及 Funabashi 的 “Application of multi-agent system to automatic generation controlin stand alone system(多 主体系统对于在独立系统中的自动发电控制的应用)”，2002 Annual Conference of Power and Energy SocietylEEJ, 2002. 8. 7-9, Fukui University。非专利文件2 在日本的出版物，Hiyama、Ezaki、Mori、Ono及Funabashi的 "Experimental Studies on Multi-Agent Based AGCfor Isolated Power System including electric power storage systemECS (关于用于包括电力存储系统ECS的隔离 电力系统的多主体基 AGC 的试验研究)”，2003IEEJ National Convention, 2003. 3. 17-19， Tohoku, Gakuin University。

发明内容
在其中布置多个分布式发电机或分布式电源的系统(分布式发电机系统)中，有 两种类型的组件，在电源侧上的组件和在电力消耗侧上的组件。为了按最适于成本和环境 的最佳方式控制系统，必须用按照关于发电机输出、特性和负载消耗量的信息确定的最佳 设置操作发电机。在这种情况下，中央控制不能够适当地处理设备的动态变化(产生对于 系统设置的巨量变化的需要)。因此，系统采用使用多主体技术的方法，并由此使发电机等 自主地起作用和与其它组件合作(在消耗则与供给侧之间商定合同)。在合同中使用的协议叫做合同协议，并且有可能通过根据在图18中示出的过程 的通信向另一主体请求任务。首先，合同开始侧或开始方(开始者)向应答侧或m个应答方(应答者)(m是应答方的数量)，发送作为cfp (要求提议)消息请求的任务的内容。应答 方(应答者)在拒绝的情况下发送拒绝消息，并且在接受的情况下发送关于接受条件(例 如，关于成本)的提议消息。合同开始侧(开始者)比较在时限(截止时间)以前接收的n个提议消息(n是 提议消息的数量)中j个提议消息(j是提议消息的数量)的接受条件，将接受-提议消息 发送到在它们中是最好的应答者，及通过如此发送接受_提议消息请求任务。对于其它应 答者，开始者通过发送拒绝_提议消息而拒绝提议。委托给任务的应答者处置任务，并且在失败的情况下发送失败消息，或者当成功 地结束任务时发送结果(通知-结果)或完成(通知-完成)的消息。因而，结束网络协 议的操作的序列。然而，这种合同网络协议仅适用于其中合同开始侧与应答侧的比是一对多个的情 形。当电力供给侧和电力消耗侧是开始者和应答者(或相反地应答者和开始者)，并且在电 力供给侧和消耗侧中的每一个中涉及多个实体时，那么多个开始者必须一个接一个地重复 合同网络协议。在这种情况下，继续处理，直到所有开始者都已经完成合同网络协议，并因此，用 于总体优化的处理时间太长。此外，在电力供给侧与电力消耗侧之间的合同网络协议的情 况下，系统规模的增加增大了电力供给侧的实体数量和电力消耗侧的实体数量，并因此增 大了通信负荷。考虑到这个问题，本申请的申请人已经提出控制系统和控制方法，该控制系统和 控制方法通过减小主体中每一个的处理时间、和使用多主体技术来减小在分布式发电机系 统中的通信负荷，能够实现高速优化控制。在这种控制中，在图19所示的一般电力系统的情况下，例如，在由区间开关分离 的区间中的区间开关中布置的开关主体用作开始者，并且在发电机G、负载L及下游开关中 提供的主体用作应答者，及系统通过在这些主体中利用合同网络协议商定电力供给和需求 的合同，进行分布式发电机和在区间和下游区间中的负载的电力供给_需求控制。这种供 给和需求合同处理如下(操作1)开关主体与在区间和(当作一个电力资源的下游区间的)下游开关主 体(一个或多个)中的负载主体通信，并且接收关于要求的电力消耗量和想要的电力购买 成本的信息。(操作2)开关主体，按照收集的信息，基于成本来确定总电力消耗量和供给优先 顺序。(操作3)开关主体开始合同网络协议。开关主体将cfp消息发送到在区间中的发 电机主体和下游开关主体。进入合同中的接受主体将发电成本的表格，作为提议消息，发送 到开关主体。(操作4)开关主体按照从区间内发电机和/或其它主体接收的发电成本表格确定 输出配额，从而降低总成本。(操作5)开关主体将接受-提议消息形式的发电输出发送到区间中的主体，并且 发电机主体设置发电机的输出。在下游开关主体的情况下，该消息用于在下游区间中的优 化。
然而，在这种方法中，开关主体进行全部主要操作，如收集负载信息的操作，并且 计算发电机输出配额。因此，负荷被集中，并且不可能减少其中操作开关主体的资源，并且 不可能并行地进行操作。类似地，微电网(microgrid)系统由在连接点开关中提供的开关主体在供给_需 求处理中遇到同样的问题。本发明的目的是提供分布式发电机控制系统和控制方法，该控制系统和控制方法 用来通过多主体进行在安装分布式发电机的电力系统中进行供给和需求控制；用来防止主 要操作，如负载信息的收集和发电机输出配额的计算，集中在诸如开关主体之类的特定主 体上；用来减小供给和需求控制的处理时间；及用来简化每个主体的处理。为了解决上述问题，根据本发明区间主体掌握在一般电力系统中由区间开关分 离的区间中的电力潮流量，并且向发电机主体或下游区间主体请求对于潮流变化量的调 节；该发电机或下游区间主体与其它发电机主体或下游区间主体自主地和分别地进行调 节；及这些主体通过重复一连串这些操作在区间和下游区间内进行分布式发电机的供给和 需求控制。此外，根据本发明微电网主体掌握在微电网系统中的单位微电网中的电力潮流 量，并且向发电机主体或子微电网主体请求对于潮流变化量的调节；该发电机主体或子微 电网主体与其它发电机主体或子微电网主体自主地和分别地进行调节；及这些主体通过重 复一连串这些操作来控制在微电网和子微电网中的供给和需求平衡。相应地，本发明的特征在于如下控制系统和控制方法。(1) 一种用于引入有分布式发电机的电力系统的控制系统，在该控制系统中在电力系统中由区间开关分离的区间中，在发电机、负载及下游开关之一中布置 的区间主体被设置为开始者，在区间中的发电机和负载中、以及下游开关中布置的主体被 设置为应答者，及在这些主体中利用合同网络协议商定电力供给和需求合同，上述区间主体配置成，掌握电力潮流量，并且向发电机主体或下游区间主体请求 对于潮流变化量的调节，该发电机或下游区间主体与其它发电机主体或下游区间主体自主 地和分别地进行调节，及设有用来通过重复一连串这些操作在区间和下游区间中进行分布 式发电机的供给和需求控制的装置。(2) 一种用于引入有分布式发电机的电力系统的控制系统，在该控制系统中在微电网中的单位微电网中，在发电机、负载及下游开关之一中布置的微电网主 体被设置为开始者，在区间微电网中的发电机和负载中、以及下游开关中布置的主体被设 置为应答者，及在这些主体中利用合同网络协议商定电力供给和需求合同，上述微电网主体配置成，掌握电力潮流量，并且向在下游侧上的发电机主体或子 微电网主体请求对于潮流变化量的调节，该发电机或子微电网主体与其它发电机主体或子 微电网主体自主地和分别地进行调节，及设有用来通过重复一连串这些操作控制在微电网 和子微电网中的供给和需求平衡的装置。(3)在控制系统中发电机主体为发电机中的每一个提供，配置成使得为了优化调节初步确定几个其 它发电机和下游区间主体，及设有当从上述区间主体或微电网主体接收到优化请求时用来 关于初步确定的其它发电机主体或下游区间主体中的每一个进行一对一优化的装置；并且
上述下游区间主体配置成估计在整个下游区间中的电力特性，并且设有当从在下 游区间中的发电机主体接收到优化请求时用来关于在下游区间中的初步确定的其它发电 机主体或下游区间主体中的每一个进行一对一优化的装置。(4)在控制系统中在一般电力系统中的上述区间主体或下游区间主体、或在微电网系统中的上述微 电网主体或子微电网主体被设置为管理主体；上述发电机或负载主体设有当管理主体发生异常时用来用作为管理主体的代理 的装置；及其它发电机或负载主体设有当在用作为管理主体的代理的发电机或负载主体中 发生异常时用来作为所述用作为管理主体代理的发电机或负载主体的代理的装置。(5)在控制系统中，向在系统中具有较高程度重要性的主体请求上述代理。(6) 一种用于引入有分布式发电机的电力系统的控制方法，其中在由区间开关分离的区间中，区间主体或微电网主体被布置在发电机、负载及下 游开关之一中，并且主体被布置在区间中的发电机和负载中、以及下游开关中；区间主体或微电网主体具有(S1)确定要与其进行通信的几个发电机的步骤，(S2)由流过开关的电力的电力量掌握在区间中的电力消耗量的步骤，(S3)计算发电机组的输出调节量的步骤，(S4)将输出调节量分配给所述确定的要与其进行通信的发电机的步骤，及(S5)在等待预定时间之后返回步骤(S2)以便重复的步骤；并且发电机主体具有(S11)确定要与其进行通信的其它发电机主体的数量N的步骤，(S12)等待直到从其它发电机主体接收到通信的步骤，(S13)将是发电机主体的发电机的关联发电机的特性和当前(或目前)发电量发 送到主体的步骤，其中，从该主体接收通信，(S14)接收由通信伙伴计算的关联发电机的设定输出值的步骤，(S15)当设定输出值没有变化时返回步骤(S12)并且等待来自其它主体的通信的
重复步骤，(S16)当设定输出值有变化时设置通信伙伴号码的步骤，(S17)从该通信伙伴接收发电特性和当前或目前输出的步骤，(S18)计算在关联发电机与通信伙伴的发电机之间的最佳发电量的步骤，(S19)将发电量发送到通信伙伴的步骤，(S20)通过到下一个通信伙伴的变量移位返回步骤(S17)以便重复直到到达预定 的最后通信伙伴N的重复步骤，(S21、S22)在发电机主体本身的管理下设置发电量并且当对于全部通信伙伴结束 发电量的设置时返回步骤(S12)以便重复的重复步骤。(7)在控制方法中将在一般电力系统中的上述区间主体或下游区间主体、或在微电网系统中的上述 微电网主体或子微电网主体设置为管理主体，
上述负载主体具有将负载要求发送到管理主体的步骤(S31)，上述管理主体具有当递送负载要求时向发电机主体进行发电请求的步骤(S32)、 和如果还没有进行代理请求则向具有较高程度重要性的一个发电机或负载主体进行代理 请求的步骤(S33、S34)，上述发电机主体具有响应发电请求在发电机主体中进行优化处理的步骤(S35)， 及发电机主体或负载主体具有对于已经接收到代理请求的发电机主体或负载主体 周期地检查管理主体的存在的步骤(S36)、和当不能确认管理主体的存在时将关于担任管 理主体的代理岗位的消息发送到其它主体的步骤(S37)。


图1是示出了代表本发明的实施例的在一般电力系统中多主体系统的构造实例 的视图。图2是示出了主体的环境的视图。图3是示出了在主体中的过程(部分1)的视图。图4是示出了在主体中的过程(部分2)的视图。图5是示出了在主体中的过程(部分3)的视图。图6是示出了在主体中的过程(部分4)的视图。图7是示出了区间主体的处理流程的视图。图8是示出了发电机主体的处理流程的视图。图9是示出了微电网系统的实例的视图。图10是示出了在微电网系统中的主体布置的实例的视图。图11是示出了发电输出-发电成本的特征的实例的视图。图12是示出了在总发电量与输出变化之间的关系的实例的视图。图13是示出了发电机的输出调节操作(部分1)的视图。图14是示出了发电机的输出调节操作(部分2)的视图。图15是示出了发电机的输出调节操作(部分3)的视图。图16是示出了发电机的输出调节操作(部分4)的视图。图17是示出了分布式发电机系统的构造实例的视图。图18是示出了合同网络协议的视图。图19是示出了在一般电力系统中的主体布置的实例的视图。图20是示出了在正常状态下通过管理主体的处理的视图。图21是示出了在发生异常时通过管理主体的处理。图22是示出了在正常状态和异常状态下的总处理流程的视图。图23是示出了在发生异常时通过负载主体的处理的视图。
具体实施例方式(1)应用于一般电力系统的实施例图1示出了代表这个实施例的用于一般电力系统的多主体配置的实例。在一般电力系统中，提供有用于预防事故等的多个开关。在开关中，有如图19所示用来隔离特定区 间的区间开关。当在电力系统中从给定区间向下游观看时，有可能将在下游侧上的区间开 关和后面的组件当作电力资源，如一个发电机或负载。图1示出一个实例，在该实例中，重 点放在图19所示的最上游区间。在多主体配置中，对于由区间开关分离的每个区间形成一组，并且在区间中进行 优化。主体布置在如图1所示的一个区间中。提供区间主体，代替在图19所示的开关主 体。主体1 4的每一个在如图2所示的计算机的环境中操作。在这种环境中，发电机主 体2形成在发电机控制终端中，并且负载主体3形成在消耗测量终端中。在区间主体1的 情况下，区间主体1布置成在区间中的组件中的某处操作，并且位置不是确定的(在区间开 关的电力潮流测量终端、或在区间中的发电机控制终端或负载测量终端中的某处)。下游区 间主体4布置成在下游区间中的组件之一中操作。下文，详细地解释每个主体和处理功能。在区间中设置有一个区间主体1，并且区间主体具有掌握区间中的主体、从负载、 开关及下游区间主体收集关于电力潮流的信息、及将电力潮流的变化量传送到请求优化的 发电机主体的功能。为发电机中的每一个提供一个发电机主体2，并且该发电机主体2布置成执行如 下功能。用于优化的几个伙伴或几方(发电机主体和下游区间主体)被初步确定或事先选 择。当从区间主体接收到优化请求时，发电机主体2关于初步确定的优化伙伴或优化方(另 一个发电机主体或下游区间主体)中的每一个进行一对一优化。在这种情况下，发电机主 体从伙伴或其它方接收发电机特性，并且计算仅在其自己侧与伙伴之间的最佳配额值。在 用于由另一个发电机主体请求的优化的操作的情况下，发电机主体给出发电机特性，并且 从伙伴接收最佳值。负载主体3响应区间主体的请求发送电力潮流信息。下游区间主体4估计在整个下游区间中的电力特性。此外，下游区间主体4响应 来自区间中的发电机主体对于优化的请求，执行优化。在这种情况下，下游区间主体4将整 个下游区间的电力特性给予伙伴或其它方，并且接收最佳值。在下游区间内，下游区间主体 4执行与上述区间主体的操作相类似的操作。图3逻辑地示出了图1的主体配置。在这种配置中，如图4所示，区间主体1定期 或周期地从区间开关、和负载以及下游区间主体收集关于电力消耗量的信息，并且测量在 这个区间中的潮流变化。通常，区间主体得到通过区间开关的潮流的变化或潮流变化量。然 后，如图5所示，区间主体1向发电机主体组2请求对于变化量的调节。此后，如图6所示， 发电机主体组(和下游区间主体)2的主体进行一对一通信，并由此执行在两个主体之间的 优化。然后，主体与另一个主体进一步进行一对一通信，并且通过一连串优化操作来实现整 体优化。图7示出了在区间主体中的处理流程，并且图8示出了在发电机主体2中的处理 流程。在区间主体1中，(S1)确定要与其进行通信的发电机主体的数量(例如，用于在 区间内的第一、第二及第三最大输出的三个发电机主体)。(S2)为了掌握区间内电力消耗 量而得到通过开关的电力量(消耗)。(S3)计算发电机主体组的输出调节量。(S4)将调节量分配给通信方或伙伴的初步确定的发电机。(S5)区间主体在等待预定时间或时间间隔之 后返回S2的操作，以重复操作。在发电机主体2中，(Sll)初步确定要与其进行通信的几个发电机(例如，在区间 内具有与类似输出较接近的输出的三个发电机)。以这种方式确定的发电机的数量是N。 (S12)发电机主体2等待，直到发电机主体2从另一个发电机主体接收到通信。(S13)发电 机主体2将在其看护下的(关联)发电机的特性和当前发电量发送到主体，从该主体接收 到通信。(S14)此后，发电机主体2接收在其看护下的(关联)发电机的输出设定值，该输 出设定值由通信方计算。(S15)然后，在输出设定值没有变化的情况下，发电机主体2返回 S12，并且等待来自另一个主体的通信。当发电机输出设定值被改变时，(S16)发电机主体2将表示通信方数量的变量η设 置为等于1，η = 1。(S17)然后，发电机主体2从第η个通信方接收发电特性和当前输出。
(518)发电机主体计算在其看护下的(关联)发电机与通信方的发电机之间的最佳发电量。
(519)发电机主体将发电量发送到通信方。此后，(S20)当通信方不是最后一方时，就是说 当η不等于Ν(η Φ N)时，那么(S21)发电机主体2将变量变化(增加)到下一个通信方， 并且重复地返回步骤(S17)。(S22)当对于全部通信方完成发电量的设置时，发电机主体2 设置在其负责下的发电量。然后，发电机主体2返回步骤S12，并且等待直到下一个发电量 变化。因此，在如图1所示的在一般电力系统中由区间开关分离的区间中，区间主体1掌 握电力潮流量，向发电机主体2或下游区间主体4进行对于潮流变化量或潮流增加/减小 量的调节请求，及该发电机主体2或下游区间主体4与另一个发电机主体或下游区间主体 自主地进行调节。通过重复这些操作的序列，系统可在分布式发电机和下游区间中进行供 给和需求控制。在这种情况下，系统可防止主要处理，如负载信息的收集和对于发电机输出配额 的计算，集中到特定主体；缩短供给和需求控制的处理时间；及简化每个主体的处理。(2)应用于微电网系统的实施例微电网系统在单个连接点处与一般电力系统相连接，并且被独立地操作，以便在 连接点后的部分中实现最佳性能。图9示出了可采取嵌套结构的微电网系统的配置。与距 离电力系统较近的父微电网相连接的子微电网可当作电力资源，并且叫做子微电网主体。在微电网系统的多主体构造中，对于每个微电网单元如在一般电力系统中那样形 成组，并且优化微电网的内部。在一个微电网中，如图10所示布置有如下主体。一个微电网主体11 (与在一般系统中的区间主体相对应)设置在微电网中，并且 布置成执行如下功能。微电网主体11掌控微电网中的主体，从负载、连接点开关及子微电 网主体收集关于电力潮流量的信息，及通过将潮流的变化量传送到发电机主体请求优化。对于发电机中的每一个设置一个发电机主体12，并且该发电机主体12布置成执 行如下功能。事先初步确定用于优化的几个伙伴或几方(发电机主体和子微电网主体)。 当从微电网主体接收到优化请求时，发电机主体通过初步确定的优化伙伴或优化方中的每 一个(另一个发电机主体或子微电网主体)进行一对一优化。在这种情况下，发电机主体 从伙伴或其它方接收发电机特性，并且计算仅在其自己侧与伙伴之间的最佳配额值。在用 于由另一个发电机主体请求优化的操作的情况下，发电机主体给出发电机特性，并且从伙伴接收最佳值。负载主体13响应微电网主体的请求发送电力潮流信息。子微电网主体14估计整个子微电网的电力特性。此外，子微电网主体14响应来 自微电网中的发电机主体对于优化的请求，进行优化。在这种情况下，子微电网主体14将 整个子微电网的电力特性给予伙伴或其它方，并且接收最佳值。在子微电网内，子微电网主 体14像上述微电网主体那样进行操作。如果区间开关由连接点开关代替，区间主体由微电网主体代替，及下游区间主体 由子微电网主体代替，则就微电网系统而论主体的具体操作与在图3至图8的解释中解释 的操作相同。因此，在图10所示的微电网系统中的单位微电网中，微电网主体掌握电力潮流 量，并且向发电机主体或子微电网主体进行对于潮流变化量或潮流增加/减小量的调节请 求，并且该发电机主体或子微电网主体与另一个发电机主体或子微电网主体自主地进行调 节。通过重复这些操作的序列，系统可控制供给和需求平衡，并且控制子微电网。在这种情况下，系统可防止主要处理，如负载信息的收集和对于发电机输出配额 的计算，集中到特定主体；减小供给和需求控制的处理时间；及简化每个主体的处理。(3)在两个发电机(包括下游区间主体或子微电网主体)之间优化发电处理如下解释是关于在两个发电机之间的优化发电处理。例如，两个发电机具有在表 1和图11中示出的在发电输出与发电成本之间的如下特性。[表1]
输出发电机A的成本发电机B的成本1. 00. 9501. 000从上述图表，当两个发电机的发电总量从0.0到2.0变化时，输出如图12所示变 化。通过确定P使和f (P)+g(P-P)最小有可能确定相应的发电机输出，其中，由发电机A和 发电机B得到的发电总量是P，发电机特性和发电机A和B之一的发电量是f(x)和p，并且 另一个发电机的发电机特性是g(x)。(4)通过多主体的输出调节操作的实例发电机作为整体按如下方式操作。(a)如图13所示，有九个发电机，并且发电机分别在最佳状态下操作(如此假 定)。(b)负载消耗量增加，并且区间主体或微电网主体得到关于这种消耗量增加的信 息和请求适当发电机主体(一个或多个)调节以增加发电机输出。在图14中，请求主体E3 和E7增加。(c)发电机主体E3和E7与可联系的其它主体(在这个实例中的紧邻的邻居)进 行输出调节。在图15中，E3与E2调节输出，并且E7与E8调节输出。(d)进一步重复通信，并且进行总体调节。在图16中，在El与E2之间、在E3与 E4之间、在E6与E7之间及在E8与E9之间进行输出调节，并且系统可改进发电机操作的效 率和减小CO2量。(5)防止管理主体故障和停止的对策如以前提到的那样，对于如图1所示的一般电力系统或如图10所示的微电网系统 进行通过多主体的自主分布控制。然而，在实际中，每个主体不总是完全自主的或自我独立 的，而是有承担管理角色的至少一个主体(下文称作管理主体)。在图1中，区间主体1或 下游区间主体4用作管理主体。在图10中，微电网主体11或子微电网主体14用作管理主 体。基于管理主体的系统操作的优化处理的总体流程如下(步骤a)在规定区域(在区间开关之间的区域或在连接点开关之间的区域)中， 负载主体响应管理主体的请求发送电力潮流数据。(步骤b)在接收到负载的潮流数据时，管理主体向发电机主体进行发电请求。(步骤c)请求的发电机主体与相邻的发电机主体进行一对一优化计算，并且分配
最佳值。(步骤d)关于邻近的主体进一步进行优化计算，并且分配最佳值。(步骤e)重复步骤c和d的操作，直到在预定范围内达到解决。(步骤f)在下游区间中或在子微电网中重复步骤a e。以这种方式，在优化处理中管理主体起在发电机主体与负载主体之间的中间人的 作用，并且管理主体可当作最重要的主体。因此，在由于某种影响管理主体故障或停止的情 况下，系统变得在一般电力系统的情况下在下游侧和在微电网系统的情况下在子侧不能执 行优化处理，从而变得难以实现整个系统的总体优化。这个实施例布置成保证优化的功能，并且即使在管理主体故障或停止的情况下也
12保证优化的执行。总之，按如下方式保证功能。在管理主体中发生异常时，在区间或微电网 中的发电机主体或负载主体起代表管理主体的代理的作用。如果异常发生在起管理主体代 表作用的代理主体中，那么又一个发电机主体或负载主体起代表代理主体的代理的作用， 该代理主体起管理主体的作用。因而，系统保证在区间中的优化处理。在这种情况下，在系统中的较重要主体选作对其进行代理请求的主体。S卩，当多主 体应用于电力系统时，认为根据操作模式发电机的重要性依据发电机的类型是不同的。例 如，当整个系统在经济效率模式下操作时，操作成本低和发电量高的发电机用作为发电的 主导部分，并且具有相反特性的发电机的重要性较低。当系统在将较大重要性置于环境方 面的模式下操作时，较大权重置于自然能量发电上，并且根据CO2排放等确定重要性的排 序，从而较小排放的发电较重要。在这个实施例中，通过利用发电机主体或负载主体的重要 性的排序，赋予在管理主体异常时代理主体的角色。图20示出在每个主体中在优化处理的执行时在简化模型中的具体处理。该流程 如下(a)管理主体1接收来自负载主体3A 3C的负载要求或负载请求。管理主体1向发电机主体2A 2C请求发电。同时，管理主体1根据发电模式对 发电机主体2A 2C进行排序，并且将在异常时用于代理的请求消息发送到具有较高优先 权或较高重要程度的发电机主体2A。(c)发电机主体2A 2C与其它发电机主体相互地进行优化处理。当在预定时间期间没有从管理主体1接收到消息时，已经接收到代理请求的发电 机主体2A将用来确认管理主体1的寿命的消息发送到管理主体1，并且通过检查来自管理 主体1的回复检查管理主体是否是活的。因而，已经从管理主体1接收到代理请求的发电机主体2A完成监视管理主体1的 寿命的功能。在这个实例中，基于发电请求从管理主体1周期地接收的假设，设置超时值， 并且当时间超过超时值时主体发送寿命确认消息，并且如果没有接收到回复，则判定管理 主体1故障或停止。图21示出了在管理主体1中发生异常时优化功能的把握处理。把握处理如下(ρ)当从管理主体1没有接收到对于寿命确认消息的回复时，作为管理主体1的代 理的发电机主体2A，将关于通知担任或承担管理主体岗位的新岗位的消息发送到其它发电 机主体2B和2C以及负载主体3A 3C。同时，发电机主体2A将代理请求发送到具有在排 序中与发电机主体2A相邻的下一个优先的发电机主体(例如，2B)，以备发电机主体2A本 身发生异常故障或停止或与系统分离。(q)将发电机主体2A设置在能够从负载主体3A 3C接收负载要求的准备状态 下。(r)当接收到负载要求时，发电机主体2A与其它发电机主体2B和2C进行优化处理。(s)如果发电机主体2A落在不能够执行工作的状态下，则事先已经接收到代理请 求的发电机主体2B用作代理，并且接管工作。图22示出了组合图20和图21的处理的总体处理流程。首先，负载主体发送负载 要求(S31)，并且管理主体响应这个负载要求向发电机主体进行发电请求(S32)。在这种情况下，如果对于发电机主体还未进行代理请求(S33)，那么管理主体按照排序的结果将代理 请求递送到发电机主体之一(S34)。然后，在发电机主体中进行优化(S35)。已经接收到代 理请求的发电机主体通过周期地检查是否接收到发电请求，来检查管理主体的存在(S36)。 当没有接收到消息时，发电机主体发送担任或承担管理主体的代理的消息(S37)。代之以由发电机主体作为管理主体的代理，负载主体可用作管理主体的代理。在 这种情况下，处理的结构和流程与在发电机主体的情况下相同。图23示出了简化模型，在 该简化模型中，在管理主体1异常时，负载主体3A担任管理主体的代理的岗位。如以上解释的那样，根据这个实施例，发电机主体或负载主体接管管理主体的工 作(用作代理)，并由此将优化执行的损害抑制到最低。因而，根据本发明，在由区间开关或单位微电网分割的区间中，区间主体或微电网 主体掌握电力潮流量，向发电机主体或下游区间主体请求对于潮流变化量的调节，请求的 发电机主体或下游区间主体与其它发电机主体或下游区间主体自主地执行调节。通过重复 这个序列的操作，系统控制在区间和下游区间中的分布式发电机的供给和需求。因此，系统 可借助于多主体技术进行包括分布式发电机的电力系统的供给和需求控制，并且防止主要 操作，如负载信息收集和发电机输出的分配计算，集中到诸如区间主体之类的指定主体上。具体地说，简化了主体中的每一个的算法。这使得有利于改进源代码的维护、和减 少错误。增强每个主体的自主程度，改进并行分布式处理的程度，及减少每个系统组件的 计算资源的浪费。此外，增加了处理速度。此外，在管理主体发生异常时，发电机主体或负载主体起管理主体的代理的作用， 并由此系统可维持在下游侧或子侧的优化功能，而不丧失整个系统的优化功能。
1权利要求
一种用于引入有分布式发电机的电力系统的控制系统，所述控制系统的特征在于在电力系统中由区间开关分离的区间中，在发电机、负载及下游开关之一中布置的区间主体被设置为开始者，在所述区间中的发电机和负载中、以及下游开关中布置的主体被设置为应答者，及在这些主体中利用合同网络协议商定电力供给和需求合同；并且上述区间主体配置成，掌握电力潮流量，并且向发电机主体或下游区间主体请求对于潮流变化量的调节，并且所述发电机或下游区间主体配置成，分别与其它发电机主体或下游区间主体自主地进行调节，及设有用来通过重复一连串调节的操作在所述区间和下游区间中进行分布式发电机的供给和需求控制的装置。
2.一种用于引入有分布式发电机的电力系统的控制系统，所述控制系统的特征在于 在微电网中的单位微电网中，在发电机、负载及下游开关之一中布置的微电网主体被设置为开始者，在区间微电网中的发电机和负载中、以及下游开关中布置的主体被设置为 应答者，及在这些主体中利用合同网络协议商定电力供给和需求合同；并且上述微电网主体配置成，掌握电力潮流量，并且向在下游侧上的发电机主体或子微电 网主体请求对于潮流变化量的调节，并且发电机或子微电网主体配置成，分别与其它发电 机主体或子微电网主体自主地进行调节，及设有用来通过重复一连串调节的这些操作来控 制在微电网和子微电网中的供给和需求平衡的装置。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于为发电机中的每一个设置发电机主体，所述发电机主体配置成为了优化调节初步确定 几个其它发电机和下游区间主体，及设有当从上述区间主体或微电网主体接收到优化请求 时用来关于初步确定的其它发电机主体或下游区间主体中的每一个进行一对一优化的装 置；并且上述下游区间主体配置成估计在整个下游区间中的电力特性，并且设有当从在下游区 间中的发电机主体接收到优化请求时用来关于在下游区间中的初步确定的发电机主体或 下游区间主体中的每一个进行一对一优化的装置。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的控制系统，其特征在于在一般电力系统中的上述区间主体或下游区间主体、或在微电网系统中的上述微电网 主体或子微电网主体被设置为管理主体；上述发电机或负载主体设有当管理主体发生异常时用来用作为管理主体的代理的装 置；及其它发电机或负载主体设有当在用作为管理主体的代理的发电机或负载主体中发生 异常时用来作为所述用作为管理主体代理的发电机或负载主体的代理的装置。
5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，向在系统中具有较高程度重要性的 主体请求上述代理。
6.一种用于引入有分布式发电机的电力系统的控制方法，所述控制方法的特征在于 在由区间开关分离的区间中，区间主体或微电网主体被布置在发电机、负载及下游开关之一中，并且主体分别被布置在区间中的发电机和负载中、以及下游开关中； 所述区间主体或微电网主体具有(51)确定要与其进行通信的几个发电机的步骤，(52)由流过开关的电力的电力量掌握在区间中的电力消耗量的步骤，(53)计算发电机组的输出调节量的步骤，(54)将输出调节量分配给所述确定的要与其进行通信的发电机的步骤，及(55)在等待预定时间之后返回步骤(S2)的重复步骤；并且发电机主体具有(511)确定要与其进行通信的其它发电机主体的数量N的步骤，(512)等待直到从其它发电机主体接收到通信的步骤，(513)将是发电机主体的发电机的关联发电机的特性和当前发电量发送到伙伴主体的 步骤，其中从所述伙伴主体接收通信，(514)接收由通信伙伴计算的关联发电机的设定输出值的步骤，(515)当设定输出值没有变化时返回步骤(S12)并且等待来自其它主体的通信的重复 步骤，(516)当设定输出值有变化时设置通信伙伴号码的步骤，(517)从该通信伙伴接收发电特性和当前输出的步骤，(518)计算在关联发电机与通信伙伴的发电机之间的最佳发电量的步骤，(519)将发电量发送到通信伙伴的步骤，(520)通过到下一个通信伙伴的变量移位返回步骤(S17)以便重复直到到达初始确定 的最后通信伙伴N的重复步骤，(S21、S22)在发电机主体本身的管理下设置发电量并且当对于全部通信伙伴结束发电 量的设置时返回步骤(S12)以便重复的重复步骤。
7.根据权利要求6所述的用于电力系统的控制方法，其特征在于将在一般电力系统中的上述区间主体或下游区间主体、或在微电网系统中的上述微电 网主体或子微电网主体设置为管理主体，上述负载主体具有将负载要求发送到管理主体的步骤(S31)，上述管理主体具有当递送负载要求时向发电机主体进行发电请求的步骤(S32)、和如 果还没有进行代理请求则向具有较高程度重要性的一个发电机或负载主体进行代理请求 的步骤(S33、S34)，上述发电机主体具有响应发电请求在发电机主体中进行优化处理的步骤(S35)，及发电机主体或负载主体具有对于已经接收到代理请求的发电机主体或负载主体周期 地检查管理主体的存在的步骤(S36)、和当不能确认管理主体的存在时将关于担任管理主 体的代理岗位的消息发送到其它主体的步骤(S37)。
全文摘要
通过使用多主体来执行利用分布式电力供给的电力系统的需求和供给控制，能够防止主要处理，如负载信息收集和发电机输出配额的计算，集中在诸如开关主体之类的特定主体上。在由区间开关分离的间隔(或在单位微电网内)期间，区故障间主体(1)(或微电网主体)检测潮流量，并且请求发电机主体(2)或下游区间主体(4)以调节潮流增加/减少量。发电主体或下游区间主体协同另一发电机主体或下游区间主体自主重复调节，由此执行区间中的分布式电力供给和下游区间的需求和供给控制。当管理主体故障时，发电机主体或负载主体用作管理主体的代理。
文档编号H02J3/00GK101884152SQ20088011902
公开日2010年11月10日 申请日期2008年12月1日 优先权日2007年12月3日
发明者宍道洋, 渡边康治 申请人:株式会社明电舍