一種用於風光聯合發電的多代理控制系統的製作方法
2023-10-07 04:38:44 2
專利名稱：一種用於風光聯合發電的多代理控制系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於新能源與環境保護和分布式智能控制領域，具體涉及一種
風能、太陽能聯合發電系統的多代理系統(MAS, multi-agent system )。
背景技術：
當前，全世界能源界一直都在關注未來能源發展的走向和策略，實 現能源、環境和經濟的協調發展是世界能源建設追求的目標。新型能源 如太陽能、風能、生物質能、海洋能等具有清潔性、可再生性、分布廣 泛等特性，使得其成為能源開發利用的新關注點。而風能和太陽能由於 其取之不盡、無處不在等特點使得其開發日益受到重^L。風能發電和太 陽能光伏發電是近年來發電系統發展最快的技術。由於風能與太陽能在 時間和空間上具有互補性，風能、太陽能互補發電成為比單一的風能或 太陽能發電更有效的方式。風能和太陽能也將成為21世紀大規模開發的 可再生清潔能源。
由於空氣動力學的不確定性和發電機、電力電子裝置的複雜性以及 系統包含大量特性各異的設備和控制系統，加之電能生產與消費的同時 性和氣候變化的隨機性，使得電力系統表現為一個不可觀察且不確定的、 連續動態變化的開放式環境。風能和太陽能發電系統模型具有很強的非 線性、不確定性和多幹擾等特點。風能和太陽能發電機組通常布置在資 源豐富的地區，如海島和邊遠地區，甚至海上，要求能夠無人值守運行 和遠程監控，這就對系統中的控制系統可靠性提出了很高的要求。解決 這些複雜電力系統面臨的上述問題需不斷運用新理論、新技術。
由上述可見，現有技術中存在需要改進的地方。
發明內容
為了解決因風能、太陽能聯合發電系統的強非線性、分布性等特點而 造成的利用傳統的控制理論和方法無法進行優化組合控制的問題，本發明 提供了 一種用於風光聯合發電的多代理控制系統。
本發明的用於風光聯合發.電的多代理控制系統，其用於對風能發電組 件、太陽能發電組件實現監控，該風能發電組件用於將風能轉化為電能並
提供給負載，該太陽能發電組件用於將太陽能轉化為電能並提供給負載； 該控制系統應用於通用計算機上；所述多代理控制系統包括用於控制的 代理模塊，該代理模塊用於控制風能發電組件和太陽能發電組件的輸入和 輸出，及控制並協調系統的其他代理模塊的工作；用於數據採集處理的代 理模塊，該代理模塊用於採集風能發電組件和太陽能發電組件的生產數據 並對數據進行分析、處理，為用於控制和信息管理的代理模塊提供所需數 據報告；用於信息管理的代理模塊，該代理模塊用於對系統進行監測，並 根據來自用於數據採集處理的代理模塊和/或用於控制的代理模塊的報告對 系統進行評估及安排，以及用於相關數據的信息交互。
其中，所述多代理控制系統還包括用於資源管理的代理模塊，該代理 模塊用於為整個系統提供決策所需的知識和數據，並對知識庫和資料庫進 行學習更新。
其中，所述分別用於數據採集處理、控制、信息管理和資源管理的四 個代理才莫塊應用於四個不同的通用計算機上，它們之間通過網絡網關路由 進行數據傳輸及交換。
其中，所述用於數據採集處理的代理模塊包括用於數據採集的代理 單元，該代理單元用於獲取風能發電組件和太陽能發電組件的現場工作數 據；用於數據處理的代理單元，該代理單元用於對上述代理單元獲得的現場工作數據進行數學運算和/或邏輯運算處理、提取生產過程的狀態特徵信 自
其中，所述用於信息管理的代理模塊包括用於監測的代理單元，該 代理單元用於構建監測界面、監測來自所述用於數據處理的代理單元的數 據，並根據該數據進行運行狀態指示，以及與期望值和/或運行限值進行比 較確定是否進行預報警，同時為所述用於技術支持的代理模塊提供監測報 告；用於技術支持的代理單元，該代理單元根據所述用於監測的代理單元 和所述用於控制的代理模塊所提供的報告，對整個系統的性能進行評估， 給出技術支持方案和報告；用於信息交互的代理單元，該代理單元用於進 行系統參數的添加、刪除、修改保存以及數據輸入輸出的信息交互操作。
其中，所述用於控制的代理模塊包括用於協調的代理單元，該代理 單元負責協調該代理模塊內用於任務管理、風電組件控制、光電組件控制 及決策的各個代理單元之間的工作；用於任務管理的代理單元，該代理單 元用於進行任務接收與分解、資源選取、任務分配與運行、任務協調與集 成、以及配置用於風電組件控制和光電組件控制的兩個代理單元的發電任 務；用於風電組件控制的代理單元，該代理用於控制風能發電組件按所需 任務工作；用於光電組件控制的代理單元，該代理用於控制太陽能發電組 件按所需任務工作；用於決策的代理單元，該代理單元根據所述用於監測 的代理單元所提供的實時監測數據和歷史資源數據對整個系統的性能進行 評估，同時根據所述用於風電組件控制、光電組件控制和協調的各個代理 單元所提供的信息對系統的運行和維護活動作出安排。
其中，所述用於控制的代理模塊還包括用於維護的代理單元，該代 理單元根據所述用於決策的代理單元所給出的故障診斷決策來對系統進行 維護活動用以排除故障和維護系統的正常運行，並向用於技術支持的代理 單元提供系統維護報告。
其中，所述用於資源管理的代理模塊包括用於管理的代理單元，該
的學習更新、接收來自用於監測的代理單元所提供的實時監測數據，將該 數據保存在資料庫中。
其中，所述每個代理模塊或代理單元均包括用於獲得環境參數信息 的感應器、用於作用於環境的效應器、用於與其他代理模塊、代理單元或 知識庫進行數據傳輸的通信器、信息融合器、規劃器、決策器、知識庫和 資料庫；所述感應器向所述信息融合器傳送所需監控環境的信息；所述信 息融合器根據所述感應器接收的環境信息和資料庫中提供的內部狀態數據 進行信息融合、並產生修改當前狀態的描述指示給所述規劃器；所述規劃 器根據所述信息融合器的指示和知識庫提供的數據制定規劃方案，並形成 一系列動作序列給所述決策器；所述決策器通過所述效應器對環境發生作 用，並將決策信息通過所述通信器傳送給其他的代理模塊或代理單元、及 反饋給知識庫；所述的知識庫提供環境改變規律知識；所述的資料庫提供 系統內置狀態信息。
其中，應用所述多代理控制系統的通用計算機通過網絡經網關路由與 遠程控制機進行數據傳輸；所述用於數據採集處理的代理模塊通過現場監 控裝置分別獲取風能發電組件和太陽能發電組件的運行參數。 發明效果
本發明研究了作為分布式人工智慧的進一步發展的多代理理論與技 術，建立了一個具有數據採集處理代理子系統、智能控制代理子系統、信 息管理代理子系統、資源管理代理子系統等組成的用於風能、太陽能聯合 發電的多代理控制系統。多代理(Multi-Agent)系統是設計和實現複雜系 統和控制系統的新途徑，它能很好的解決分布式能源電力系統所遇到的問 題。代理智能體能通過角色分配協調、協作、智能地完成某些分布式、復 雜的任務，使得整個系統成為一個性能優越的整體。因而，本發明將多代
理技術引入風能、太陽能聯合發電系統，解決了因風能、太陽能聯合發電 系統的強非線性、分布性等特點產生的控制難的問題。
本發明的多代理(Multi-Agent)技術的使用，優化了新型能源風能和 太陽能聯合發電系統，使得系統的輸出更加穩定、性能指標更優、抗幹擾 能力更強、可以增強系統的智能性、簡化系統地管理維護，推動風能、太 陽能聯合發電系統的大範圍實用化，從而達到改善環境汙染、開發新能源 利用、促進經濟發展的三重效果。
圖1是採用本發明多代理控制系統的風光聯合發電裝置； 圖2是本發明多代理控制系統的功能模塊圖3是本發明多代理控制系統各個代理模塊或代理單元之間的協作通 信示意圖4是本發明多代理控制系統的單個代理模塊或代理單元的內部結構 示意圖5是本發明多代理系統的硬體組成結構示意圖。
具體實施例方式
以下將詳細描述本發明的各較佳實施例。
如圖1和圖2所示，本發明用於風光聯合發電的多代理控制系統，其 用於對風能發電組件5、太陽能發電組件6實現監控，該控制系統應用於通 用計算機上；所述多代理控制系統包括用於數據採集處理的代理模塊1， 該代理模塊用於釆集風能發電組件5和太陽能發電組件6的生產數據並對 數據進行分析、處理，為用於控制和信息管理的代理模塊(2和3)提供所 需數據報告；用於控制的代理模塊2，該代理模塊用於控制風能發電組件5 和太陽能發電組件6的輸入和輸出，及控制並協調系統的其他代理模塊的
工作；用於信息管理的代理模塊3，該代理模塊用於對系統進行監測，並根 據用於數據採集處理的代理模塊1所提供的維護報告和/或用於控制的代理 模塊2所提供的報告對系統進行評估及合理安排，以及用於相關數據的信 息交互，其中相關數據包括風能發電組件5和太陽能發電組件6的生產數 據；用於資源管理的代理模塊4，該代理模塊用於存儲和更新系統龐大的知 識庫和資料庫資源，並用於為整個系統提供智能決策所需的知識和數據。 上述對風能發電組件5和太陽能發電組件6的數據採集可以採用以下方式 通過光纖連接到^f艮多分布在風能發電組件5和太陽能發電組件6上的控制 傳感器，來提供所需數據。由於現有技術中多代理系統(Multi-Agent)已 經在智能化和分布化管理中得到應用，如智能遠程教學和電力自動化管理， 其基本設置已經成熟，本發明是對該技術理論的應用。
如圖1所示，上述風能發電組件5用於將風能轉化為電能並提供給負 載，其包括風輪、調速器與限速裝置、發電機、塔架等構成。整個風能發 電組件在本發明所述的控制系統的控制下將風的動能轉換為機械能並帶動 發電機發電轉換為電能。風能發電組件的控制Agent，採用PLC控制或微 機控制對風能發電實行控制，通過光纖連接多個分布在風能發電組件上的 控制傳感器，為控制系統提供所需要的系統運轉數據，其中包括風輪轉速 的設定值和葉片變漿距，柵極電壓、頻率、相位、風輪發電機轉速，不同 溫度、油壓等參數，從而通過選擇合適的控制算法使得系統達到最佳。
如圖1所示，該太陽能發電組件6用於將太陽能轉化為電能並提供給 負載；其由太陽能電池方陣、控制器、蓄電池組、逆變器等組成。太陽能 電池單體是光電轉換的最小單元將其按照功率要求進行串並聯並封裝後構 成太陽能電池組件，蓄電池組通過太陽能電池方陣充電，對於蓄電池組的 基本要求是自放電率低、使用壽命長、充電效率高、少維護或免維護、工 作溫度範圍寬、價格低廉等，逆變器是將直流電變換成交流電的設備，當 負載是交流或要併網時它是必須的。太陽能發電組件的控制Agent,主要有
如下功能(1 )蓄電池最優充電控制控制器根據當前的太陽能資源情況 和蓄電池荷電狀態，確定最佳充電方式，以實現高效、快速地充電，並充 分考慮充電方式對蓄電池壽命的影響。(2)蓄電池放電管理對蓄電池放 電過程進行管理，如負載控制自動開關機、實現軟啟動、防止負載接入時 蓄電池端電壓突降而導致的錯誤保護等(3)設備保護光伏發電系統所連 接的用電設備，在有些情況下需要由控制器提供保護，如系統中因逆變電 路故障而出現的過電壓和負載短路而出現的過電流等，如不及時加以控制， 就有可能導致光伏發電系統或用電設備損壞。上述控制方法代理(Agent) 模型可以通過應用PID算法、最優控制、自適應控制、神經網絡控制、模 糊控制、專家系統等算法可以方便的搭建軟體Agent實體，軟體Agent控制 方法具有快速響應、設計簡單、切換靈活等特點，可以在風力環境和負載 變化時選擇最佳的控制方式，達到風能發電系統的最優控制。
如圖5所示，所述分別用於數據採集處理、控制、信息管理和資源管 理的四個代理模塊應用於四個不同的通用計算機上，它們之間通過網絡網 關路由進行數據傳輸。用於數據採集處理的代理模塊應用於計算機13上用 於建立數據採集站，用於信息管理的代理模塊應用於計算機14上用於建立 信息站，用於資源管理的代理模塊應用於計算機15上用於建立資源站，用 於控制的代理模塊可以劃分為主控制和備份控制兩個模塊分別應用兩個計 算機ll、 12上用於建立控制站，上述計算機之間建立區域網通過網關路由 17進行數據傳輸。上述計算機ll、 12、 13、 14、 15構成室內控制級的各個 子系統。然而，上述各計算機可以設置在一臺或者合併較少的幾臺計算機 上運行，上述具體實施例僅為本發明實現的一種方式，並非對本發明專利 保護範圍的限制。
圖5所示的現場監控裝置7由分布在風能發電組件5和太陽能發電組 件6上的多個傳感裝置組成，用於給上述室內控制級的各個子系統提供生 產狀況檢測數據。圖5中的計算機16為遠程控制機，本發明的室內控制級
的各個子系統(即應用的本發明所述多代理控制系統的通用計算機)通過
網絡網關路由17與遠程控制機16進行數據傳輸及交換。
如圖3所示，上述用於數據採集處理的代理模塊1包括用於數據採 集的代理單元1-1和用於數據處理的代理單元1-2;用於數據採集的代理單 元1-1用於獲取風能發電組件5和太陽能發電組件6的現場工作數據，用於 數據處理的代理單元1-2對上述代理單元獲得的現場工作數據進行數學運 算和/或邏輯運算處理、提取生產過程的狀態特徵信息，該用於數據採集的 代理單元1-1通過現場監控裝置5-1和6-1分別獲取風能發電組件5-2和太 陽能發電組件6-2的運行參數(箭頭08 )。
用於數據採集與數據處理的代理單元的功能主要包括信號採集和信號 變換，信號採集是通過傳感器將發電過程中的物理信號轉變為電信號，信 號變換是將傳感器的模擬輸出(電信號)轉換為數位訊號。這樣多代理控制系 統就能實現對風光發電生產過程狀態信息的訪問。
另外，用於數據採集處理的代理模塊1還能訪問和控制傳感器本身的 信息，如訪問配置信息(型號、採樣時間等)和狀態信息(完好、故障)，設定 傳感器的參數(數據更新的頻率)等。用於數據處理的代理單元l-2對來自代 理單元1-1的數據進行一些基本的運算，提取能夠表徵生產過程(設備)狀態 特徵的信息，例如對信號進行數字濾波、快速傅立葉變換(FFT)、求平均值 等，即提取狀態特徵。輸入到數據採集處理模塊的數據還包括各傳感器的 位置、類型和配置信息等。如圖2所示，上述用於數據採集處理的代理模 塊1運行於圖5中的計算機13上，構成硬體系統中的釆集站。
上述用於信息管理的代理模塊3包括用於監測的代理單元3-l、用於 技術支持的代理單元3-2和用於信息交互的代理單元3-3;用於監測的代理 單元3-l用於構建友好和完善的監測界面，完成特定設備的健康狀態監測， 實現故障診斷和降級的監視，監測來自上述用於數據處理的代理單元1-2 所獲得的數據進行運行狀態指示(箭頭10)，並將該數據與期望值、運行限
值進行比較，產生報警信號，同時為用於技術支持的代理單元3-2提供監測 報告(箭頭ll),比如太陽能發電系統的信號監測監測光伏發電系統各種 裝置和各個單元的狀況和參數，為對系統進行判斷、控制、保護等提供依 據，需要^r測的物理量有輸入電壓、充電電流、輸出電壓、輸出電流以及 蓄電池溫升等；用於技術支持的代理單元3-2，該代理單元根據所述用於監 測的代理單元3-1和上述用於控制的代理模塊2所提供的報告(箭頭11和 箭頭05),對整個系統的性能進行評估，給出技術支持方案和報告；用於信 息交互的代理單元3-3,該代理單元用於進行系統參數的添加、刪除、修改 保存、數據遠程傳送、數據列印等輸入輸出信息交互操作。如圖2所示， 用於信息管理的代理模塊3運行於圖5中的計算機14上，構成硬體系統中 的信息站。
上述用於資源管理的代理模塊4主要包括用於管理的代理單元4-1，其 次還包括用於數據存儲的知識庫4-2和資料庫4-3，該代理單元4-1用於根 據所述用於技術支持的代理單元3-2提供的報告(箭頭07 )進行知識庫4-2 的學習更新，同時接收用於監測的代理單元3-1提供的實時監測數據(箭頭 13)，將其保存在資料庫4-3中，以供將來知識的查詢和數據的訪問，用於 資源管理的代理模塊4負責與用於監測的代理單元3-1和用於技術支持的代 理單元3-2之間的溝通，在該代理模塊4的控制之下，進行資料庫4-3和知 識庫4-2的訪問。。如圖2所示，用於資源管理的代理模塊4運行於圖5中 的計算機15上，構成硬體系統中的資源站。
上述用於控制的代理模塊2包括用於協調的代理單元2-l、用於任務 的代理單元2-2、用於風電組件控制的代理單元2-3、用於光電組件控制的 代理單元2-4、用於決策的代理單元2-5和用於維護的代理單元2-6;用於 協調的代理單元2-l負責協調該代理模塊內用於任務管理、風電組件控制、 光電組件控制及決策的各個代理單元之間的工作，以保證控制模塊的各代 理單元之間的良好溝通、協商；用於任務管理的代理單元2-2主要進行任務
接收與分解、資源選取、任務分配與運行、任務協調與集成，以及通過該 任務管理代理單元的管理來完成風、光發電組件的機組發電任務優化配置， 當整個發電系統接受一定的發電任務時，任務代理單元首先對風能發電組
件和太陽能發電組件的控制單元進行檢測和詢問，代理單元2-3和2-4根據 現場裝置提取的數據對任務單元提出的詢問進行應答，用於任務管理的代 理單元2-2根據應答結果對發電任務進行分解並分配合適的任務給風能發 電組件5-2和太陽能發電組件6-2 (箭頭01),完成發電資源的智能選取， 其中具體的協調協商過程由協調代理單元2-l來執行，在任務合理派發後， 用於決策的代理單元2-5根據所述用於監測的代理單元3-l所提供的實時監 測數據(箭頭12)和歷史資源數據對整個系統的性能進行評估，同時根據 所述用於風電組件控制、光電組件控制和協調的各個代理單元所提供的信 息對系統的運行和維護活動作出安排(箭頭OO、 03)。用於風電組件控制的 代理單元2-3用於控制風能發電組件5-2按所需任務工作；用於光電組件控 制的代理單元2-4用於控制太陽能發電組件6-2按所需任務工作。
所述用於控制的代理模塊2還可以包括用於維護的代理單元2-6,該 代理單元根據所述用於決策的代理單元2-5所給出的故障診斷決策(箭頭 04)來對系統進行維護活動用以排除故障和維護系統的正常運行，並向用 於技術支持的代理單元3-2提供系統維護報告。
上述用於控制的代理模塊2中，用於決策的代理單元2-5根據用於監測 的代理單元3-l所獲得的數據進行故障診斷、確定故障發生的位置和原因、 並以一定的置信度給出故障診斷決策報告(箭頭12);該代理單元能夠給出 將來某一時刻設備(系統)的健康，根據預計使用條件估計設備(系統)的剩餘 使用壽命。系統可對故障診斷定位，當風力系統或光伏系統發生故障時， 可自動檢測故障類型，指示故障位置，為對系統進行維護提供方便。如圖3 所示，如果用於決策的代理單元2-5還需要立即控制生產過程某些設備的行 為，則用於決策的代理單元2-5對用於風電組件控制或光電組件控制的代理
單元(2-3或2-4)發出控制任務請求(箭頭03)。上述用於維護的代理單元 2-6,是根據用於決策的代理單元2-5所給出的故障診斷報告(箭頭04)、 並有機地結合系統運行歷史和維護歷史信息、現在和將來的任務安排以及 資源的約束情況，向用於技術支持的代理模塊3-2提供系統維護建議報告 (箭頭05)。維護建議包括維護活動的安排(維護的時間和地點、維護需 要的工具、進行維護的人員以及採取的方法)、設備(系統)運行配置的修改 以及運行任務的修改等。這樣，用於控制的代理模塊2就可基本實現對風 能發電組件5和太陽能發電組件6的協調、故障診斷決策、維護等主要監 管功能。如圖2所示，上述用於控制的代理模塊2運行於圖5中的計算機 11、 12上，構成硬體系統中的控制站。
如圖4所示，上述每個代理模塊或代理單元均可以採用以下結構方式 其包括用於獲得環境參數信息的感應器001、用於作用於環境的效應器 002、用於與其他代理模塊、代理單元或知識庫進行數據傳輸的通信器008 以及信息融合器003、規劃器004、決策器005、資料庫006和知識庫007; 感應器001感知所需監控環境的參數信息，並將其傳送給信息融合器003; 信息融合器003根據感應器001接受的外界環境的信息和資料庫006中提 供的內部狀態數據進行信息融合，產生修改當前狀態的描述，並將此描述 傳送給規劃器004;規劃器004根據信息融合器003的指示和知識庫007提 供的數據的制定規劃方案，然後形成一系列動作序列給決策器005,決策動 作通過效應器對環境發生作用；決策器005在規劃器004的指導下向效應 器002提供執行動作，並可將決策信息通過通信器008傳送給其他的代理 模塊或代理單元，同時將達到的目標反饋給知識庫007;知識庫007接受決 策器005提供的知識並能向規劃器004提供環境改變規律等社會模型知識； 資料庫006提供系統內置狀態信息即自身模型數據；通信部分008可將提 交新信息對知識庫進行更新，還可和其他代理模塊或代理單元進行信息交 互。
按照上述結構建立的代理(Agent)模塊是以信念一願望一意圖(BDI, Believe-Desire-Intention)概念為基礎的一種混合型Agent結構，同時具有慎 思和反應Agent的特性，具有事件驅動能力(對環境中的突發事件做出及時 響應)和目標驅動能力(主動對環境採取行動)，Agent通過它自身的資料庫與 世界交互，通過感應器感知世界的變化，結合自身模型和社會模型作出規 劃，並且通過效應器執行動作，完成意圖，實現目標。
本發明的整個硬體系統由風能發電組件、太陽能發電組件、多臺微機 或工控機、輸入輸出設備、區域網系統構成；而本發明所提出的整個控制 系統是通過軟體在上述硬體基礎上實現的，本發明的多代理控制系統是根 據實際需要用PLC, JAVA語言在IBM的Aglet平臺上以模塊化的方式編成 實現的。本發明在基於網絡的多代理(Agent)平臺上運行實現其功能。
本發明將人工智慧進一步發展的代理(Agent)技術引入了風光聯合發 電系統，採用多代理(Agent)技術將風能、太陽能電力生產過程分為邏輯 上或者空間上相對獨立的若干個子系統，每個子系統具有相對的獨立性， 完成特定的功能。代理(Agent)技術的智能性、自治性、社會性等特點可 以解決風光聯合發電系統大範圍併網發電中控制難、系統可靠性低、可維 護性差等難點問題。
本發明首先將整個風光聯合發電系統從代理(Agent)角度將其進行了 任務分解，分解各個子系統(如圖3所示，其包括遠程控制機、室內控制 級的多個計算機、現場監控級及風能、太陽能發電組件)；各個子系統又包 括有多個相互協作和通信的代理(Agent)，這些代理(Agent)按照多代理 (Agent)技術的分層設計、逐步逼近的方式實現風光聯合互補發電系統的 MAS模型。
現場級的風能發電組件和太陽能發電組件在用於控制的代理 (Agent)模塊的總控制下進行電力生產，用於數據採集的代理(Agent)
模塊和用於信息管理的代理(Agent)模塊以及用於資源管理的代理 (Agent)模塊之間進行相互通信、協作、交流構成了一個完整的數據採 集——智能控制——信息管理的多代理(Agent)系統。監控級主要由工 程師和操作員對系統進行集中操作和信息管理。遠端控制級供廠長進行 遠方監控，這就實現了現地控制、廠內集中監控、遠程控制三級控制(如 圖5所示)。
本發明所述的數據釆集——智能控制——^言息管理的多代理(Agent) 監控系統的各層次智能設備之間具有"對話和協商"的能力，整個系統採用子 系統邏輯分層，Agent之間網絡聯繫的體系結構，打破了以往控制系統中下 級和上級之間命令的簡單盲目執行，取而代之以各個代理(Agent)根據客 觀環境和自身狀況分析命令的合理性，如不合理，可以拒絕執行，還可以 向上級匯報執行情況或不執行的理由，這種自治性和協作能力提高了系統 的智能性和可靠性。生產過程的多代理化可實現生產任務的智能分配、生 產資源的優化配置、生產過程和設備狀態的智能監測維護、生產數據的智 能採集存儲、生產過程的性能評估和優化管理；這些將對實現系統和設備 的安全、經濟運行、生產過程的優化管理產生巨大的影響。
應當理解的是，上述各具體步驟的舉例說明較為具體，並不能因此而 認為是對本發明的專利保護範圍的限制，本發明的專利保護範圍應以所附 權利要求為準。
權利要求
1、一種用於風光聯合發電的多代理控制系統，其用於對風能發電組件、太陽能發電組件實現監控，該風能發電組件用於將風能轉化為電能並提供給負載，該太陽能發電組件用於將太陽能轉化為電能並提供給負載；該控制系統應用於通用計算機上；其特徵在於，所述多代理控制系統包括用於控制的代理模塊，該代理模塊用於控制風能發電組件和太陽能發電組件的輸入和輸出，及控制並協調系統的其他代理模塊的工作；用於數據採集處理的代理模塊，該代理模塊用於採集風能發電組件和太陽能發電組件的生產數據並對數據進行分析、處理，為用於控制和信息管理的代理模塊提供所需數據報告；用於信息管理的代理模塊，該代理模塊用於對系統進行監測，並根據來自用於數據採集處理的代理模塊和/或用於控制的代理模塊的報告對系統進行評估及安排，以及用於相關數據的信息交互。
2、 根據權利要求1所述的多代理控制系統，其特徵在於，所述多代理 控制系統還包括用於資源管理的代理模塊，該代理模塊用於為整個系統提 供決策所需的知識和數據，並對知識庫和資料庫進行學習更新。
3、 根據權利要求2所述的多代理控制系統，其特徵在於，所述分別用 於數據採集處理、控制、信息管理和資源管理的四個代理模塊應用於四個 不同的通用計算機上，它們之間通過網絡網關路由進行數據傳輸及交換。
4、 根據權利要求1所述的多代理控制系統，其特徵在於，所述用於數 據採集處理的代理模塊包括用於數據採集的代理單元，該代理單元用於獲取風能發電組件和太陽 能發電組件的現場工作數據； 用於數據處理的代理單元，該代理單元用於對上述代理單元獲得的現場工作數據進行數學運算和/或邏輯運算處理、提取生產過程的狀態特徵信 臺
5、 根據權利要求4所述的多代理控制系統，其特徵在於，所述用於信 息管理的代理模塊包括用於監測的代理單元，該代理單元用於構建監測界面、監測來自所述 用於數據處理的代理單元的數據，並根據該數據進行運行狀態指示，以及 與期望值和/或運行限值進行比較確定是否進行預報警，同時為所述用於技 術支持的代理模塊提供監測報告；用於技術支持的代理單元，該代理單元根據所述用於監測的代理單元 和所述用於控制的代理模塊所提供的報告，對整個系統的性能進行評估， 給出技術支持方案和報告；用於信息交互的代理單元，該代理單元用於進行系統參數的添加、刪 除、修改保存以及數據輸入輸出的信息交互操作。
6、 根據權利要求5所述的多代理控制系統，其特徵在於，所述用於控 制的代理模塊包括用於協調的代理單元，該代理單元負責協調該代理,莫塊內用於任務管 理、風電組件控制、光電組件控制及決策的各個代理單元之間的工作；用於任務管理的代理單元，該代理單元用於進行任務接收與分解、資 源選取、任務分配與運行、任務協調與集成、以及配置用於風電組件控制 和光電組件控制的兩個代理單元的發電任務；用於風電組件控制的代理單元，該代理用於控制風能發電組件按所需 任務工作；用於光電組件控制的代理單元，該代理用於控制太陽能發電組件按所 需任務工作； 用於決策的代理單元，該代理單元根據所述用於監測的代理單元所提 供的實時監測數據和歷史資源數據對整個系統的性能進行評估，同時根據 所述用於風電組件控制、光電組件控制和協調的各個代理單元所提供的信 息對系統的運行和維護活動作出安排。
7、 根據權利要求6所述的多代理控制系統，其特徵在於，所述用於控 制的代理模塊還包括用於維護的代理單元，該代理單元根據所迷用於決策的代理單元所給 出的故障診斷決策來對系統進行維護活動用以排除故障和維護系統的正常 運行，並向用於技術支持的代理單元提供系統維護報告。
8、 根據權利要求5所述的多代理控制系統，其特徵在於，所述用於資 源管理的代理模塊包括用於管理的代理單元，該代理單元用於根據所述用於技術支持的代理 單元所提供的報告進行知識庫的學習更新、接收來自用於監測的代理單元 所提供的實時監測數據，將該數據保存在資料庫中。
9、 根據權利要求1至8任一所述的多代理控制系統，其特徵在於，所 述每個代理模塊或代理單元均包括用於獲得環境參數信息的感應器、用 於作用於環境的效應器、用於與其他代理模塊、代理單元或知識庫進行數 據傳輸的通信器、信息融合器、規劃器、決策器、知識庫和資料庫；所述感應器向所述信息融合器傳送所需監控環境的信息；所述信息融 合器根據所述感應器接收的環境信息和資料庫中提供的內部狀態數據進行 信息融合、並產生^^改當前狀態的描述指示給所述規劃器；所述規劃器根 據所述信息融合器的指示和知識庫提供的數據制定規劃方案，並形成一 系 列動作序列給所述決策器；所述決策器通過所述效應器對環境發生作用， 並將決策信息通過所述通信器傳送給其他的代理模塊或代理單元、及反饋給知識庫；所述的知識庫提供環境改變規律知識；所述的資料庫提供系統 內置狀態信息。
10、根據權利要求l所述的多代理控制系統，其特徵在於，應用所述 多代理控制系統的通用計算機通過網絡經網關路由與遠程控制機進行數 據傳輸；所述用於數據採集處理的代理模塊通過現場監控裝置分別獲取 風能發電組件和太陽能發電組件的運行參數。
全文摘要
本發明公開了一種用於風光聯合發電的多代理控制系統，其包括用於控制的代理模塊用於控制風能發電組件和太陽能發電組件的輸入和輸出，及協調系統的其他代理模塊並控制整個系統的穩定運行；用於數據採集處理的代理模塊用於採集風能發電組件和太陽能發電組件的生產數據並對數據進行分析、處理，為控制和信息管理代理模塊提供所需數據；用於信息管理的代理模塊根據所述用於數據採集的代理模塊採集的數據對系統進行監測；用於資源管理的代理模塊為整個系統提供智能決策所需的知識和數據，並在對知識庫和資料庫進行學習更新以便日後使用。本發明的多代理(Agent)技術的使用，可以優化新型能源風能和太陽能聯合發電系統。
文檔編號H02P9/04GK101354775SQ200710075468
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月26日 優先權日2007年7月26日
發明者吳志敏, 江 常, 賈淑芸, 鍾江生, 黃志昌 申請人:深圳職業技術學院