孤立运行的微电网作为智能配电网的重要组成部分,已经在譬如海岛、农村、边防、船舰等远离供电中心的地区系统中成功应用,其因地制宜地利用区域内可再生能源为本地提供电源,解决了偏远地区供电难的问题。与大电网不同,孤立微电网系统由大量电力电子装置组成,其等效转动惯量较小,并且内部包含大量间歇性的可再生能源,如何保证孤立微电网实时的功率平衡及电压、频率稳定已成为当前研究的重点。此外,在微电网稳定运行的基础上还需考虑功率的优化分配,以有效地提高可再生能源利用率、降低系统的运行成本,提高综合效益。因此,研究有效、可靠、易于扩展的孤立微电网功率优化控制策略势在必行。为了克服现有集中式、分散式或分层分布式优化控制方法的不足,本文基于孤立微电网分布式控制架构,利用多代理系统(Multi-agent system,MAS)特性,提出基于MAS的孤立微电网分布式功率优化控制方法。从模型建立、仿真分析、实施方法等角度深入研究基于MAS的分布式信息交互方法、协同功率优化控制策略,初步建立了基于MAS的孤立微电网分布式控制理论与方法框架。本文主要研究内容如下:1)孤立微电网分布式控制架构及分布式功率优化控制方法研究:针对孤立运行微电网,借鉴集中/分散式控制架构,设计孤立微电网分布式控制架构,明确设备级控制模式及系统级控制方式。引入遵循国际组织FIPA标准的多代理系统管理体系及通信机制,利用MAS提供的通信服务与搜索功能,提出基于MAS的系统级分布式功率优化控制方法,实现代理自组织、分布式功率优化及双层数据交互功能。2)基于离散一致性的分布式功率均衡优化控制研究:为了实现自适应的高精度功率均衡控制目标,借鉴分布式功率优化控制方法,提出一种基于离散一致性的分布式功率均衡优化控制策略。设计具有自适应网络拓扑变化的系统状态转移矩阵,通过电压一致性迭代实现基于局部信息交互的全网平均电压获取。在此基础上,将平均电压作为全局反馈量建立分布式功率一致性控制策略,实现自适应的功率均衡控制及二次电压恢复。3)基于边际成本一致性的分布式经济优化控制研究:为解决含不同发电成本分布式电源的孤立微电网经济优化问题,借鉴分布式功率优化控制方法,提出基于边际成本一致性的分布式经济优化控制策略,该策略包括边际成本一致性控制与电压二次恢复两个相互独立的环节。设计基于边际成本变量的一致性控制策略,实现孤立微电网最优经济运行目标。同时,利用分布式电压一致性迭代方程实现全网平均电压独立恢复。4)孤立交流微电网分布式二次优化控制研究:为了克服孤岛型交流微电网有功/无功耦合问题,借鉴分布式功率优化控制方法,提出基于MAS的分布式二次优化控制策略实现有功/无功独立控制、电压二次调节等目标。设计基于平均一致性的电压迭代方程,通过邻居代理间电压信息交互实现全局电压信息的可观测,从而实现可靠的电压二次恢复。设计功率一致性控制策略,根据邻居间功率信息交互实现有功/无功解耦控制以及有功功率按比例精确分配。5)分布式功率优化控制策略性能分析及通信拓扑优化:分析通信延时对上述分布式功率优化控制策略的影响,综合考虑通信网络的经济性及抗延时干扰能力,建立评价网络性能的多目标优化模型,通过非支配排序的方法搜索离散的Pareto前沿点,选择合适的指标作为评价函数,在可行的Pareto解集合中选择满足实际需求的最优拓扑。设计代理投退策略,实现系统级分布式功率优化控制策略的"即插即用"功能。