دانلود رایگان ترجمه مقاله مدیریت بار بر اساس عامل برای ریزشبکه – IEEE 2017

مدیریت بار مبتنی بر عامل برای میکروگرید

Agent Based Load Management for Microgrid

چکیده
نفوذ بالای تولید پراکنده منجر به افزایش اهمیت در نظر گرفتن روند جدید شبکه های هوشمند برای تقسیم شبکه به مناطق میکروگرید هوشمند و تسهیل بهره برداری از آن با استفاده از طرح کنترل توزیعی غیر متمرکز شده است. در این مقاله، یک مدل میکروگرید عملی طراحی و با استفاده از MATLAB/SIMULINK شبیه سازی شده است. پلاتفرم JADE( چارچوب توسعه عامل جاوا) برای طراحی یک سیستم کنترل مبتنی بر عامل طراحی شده است که از یک الگوریتم خاص برای کنترل هر دو بار و واحد تامین با روشن و خاموش کردن بریکر ها بر طبق معیار های اطمینان پذیری خاص استفاده می کند.شبیه سازی سناریو های روزانه برای تایید کارایی سیستم کنترل تست شده اند.

1-مقدمه
افزایش تقاضای شبکه برق موجب شده است تا وابستگی به واحد های تولید مرکزی بزرگ به دلیل هزینه و تلفات در خطوط انتقالی عملی نباشد. با توجه به چالش های پیش روی شبکه در حال حاضر، تولید پراکنده به عنوان فرصتی برای تسهیل برنامه ریزی، مدیریت و امنیت شبکه توزیع(1) در نظر گرفته شده است. مفهوم میکروگرید خوشه های بار و میکرو سورس ها را به صورت یک سیستم قابل کنترل در نظر میگیرد که برق و گرما به منطقه محلی ارایه می کند.MG دسته ای از منابع انرژی توزیع شده و بار قابل کنترل متصل به شبکه از طریق نقطه مشترک بوده و تولید شبکه می کند. تقسیم شبکه قدرت به MG سربار کنترل شبکه را از واحد کنترل مرکزی کاهش می یابد و از این روی هر MG می تواند موجب کاهش تقاضای پیک با تغییر بار با تولید بار می شود و به این ترتیب منجر به کاهش هزینه تولید مرکزی در محدوده ذخایر می شود.
فناوری عامل موضوع تحقیقات در جامعه علمی برای سال های مختلف است با این حال به طور گسترده ای در زمینه های تجاری مورد استفاده قرار گرفته است. سیستم های چند عاملی به طور گسترده ای در زمینه های مختلف استفاده می شوند و از این روی از سیستم های کوچک برای کمک به سیستم های پیچیده برای کاربرد های صنعتی استفاده می کند. مثال هایی از حوزه های صنعتی شامل سیستم های چند عاملی می باشد که در بر گیرنده کنترل فرایند، تشخیص سیستم ، تولید، لجستیک تولید و مدیریت شبکه است. یک عامل را می توان به صورت نرم افزاری تعریف کرد اهداف خاصی را دنبال کرده و تلاش می کند تا به قابلیت های آن برسد. برنامه نویسی متبنی بر عامل یک نسخه ای ازاشکال خاص شی می باشد که می تواند استفاده شود.
امروزه، کنترل مبتنی بر عامل هوشمند یک روش موثر برای پایش و کنترل عملیات و بهره برداری سیستم در شرایط مختلف است. در منبع 8 و9، محقق به بررسی معیار های سیستم چند عاملی در زمینه های تولید برق پرداخته است. طراحی و پیاده سازی سیستم های چند عاملی در میکرو گرید با استفاده از پلاتفرم JADE در (10) نشان داده شده است. معماری MAS با استفاده از TCP/IP در 11-12-13 پیشنهاد شده است.
در این مقاله، پلاتفرم JADE( چارچوب توسعه عامل جاوا) برای طراحی یک سیستم کنترل مبتنی بر عامل طراحی شده است که از یک الگوریتم خاص برای کنترل هر دو بار و واحد تامین با روشن و خاموش کردن بریکر ها بر طبق معیار های اطمینان پذیری خاص استفاده می کند.شبیه سازی سناریو های روزانه برای تایید کارایی سیستم کنترل تست شده اند

Abstract

High penetration of distributed generation leads to the importance of adapting the new trend of Smart Grid to divide the grid into intelligent Micro-Grid zones and facilitate its operation using decentralized distributed control schema. In this paper a practical Microgrid model has been designed and simulated using MATLAB/SIMULINK (MATrix LABoratory). JADE (Java Agent DEvelopment Framework) platform was used to design an agent-based control system that uses a certain algorithm to control both of the load and the supply units by switching on and off the breakers according to specified power reliability criteria. TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) protocol was used to link the SIMULINK environment and the JADE Platform. Simulation of typical daily scenarios were tested to verify the effectiveness of the control system.

I. INTRODUCTION

The increasing demand on the power grid makes the dependency on large central generation units infeasible due to the cost and the losses in the transmission lines. Given the challenges facing the grid of today, distributed generation (DG) has been widely seen as an opportunity to facilitate the planning, management and security of the distribution network [1]. The Micro Grid (MG) concept assumes a cluster of loads and micro-sources operating as a single controllable system that provides both power and heat to its local area. This concept provides a new paradigm for defining the operation of distributed generation [2]. MG is a localized grouping of distributed energy resources (DER) and controllable interconnected load all connected to the grid through single point of common coupling and can operate either connected to the grid (connected mode) or isolated from the grid (Islanded mode). The division of power grid to multiple MG will help to reduce the overall overhead of controlling the grid from central control unit and also each MG can contribute in reducing the peak demand by shifting or even satisfying its load with the local generation which help in reducing the cost of running the central generation in its spinning reserve limit [3]. Agent technology has been the subject of extensive discussion and investigation within the scientific community for several years, but it is perhaps only recently that it has seen any significant degree of exploitation in commercial applications. Multi-agent systems are being used in an increasingly wide variety of applications, ranging from comparatively small systems for personal assistance to open, complex, mission-critical systems for industrial applications. Examples of industrial domains where multi-agent systems have been fruitfully employed include process control, system diagnostics, manufacturing, transportation logistics and network management [4]. An agent can be defined as a software entity that has certain goals, which it tries to achieve, certain capabilities which it possesses, certain knowledge which it has, and is autonomous in respect of its actions. By autonomy we mean that an agent can operate usefully at its own without any intervention from outside world and it has control both of its internal states and behavior. Agent based programming can be considered as a logical extension of programming methodologies and it can be viewed as a specialized form of an object where no one from outside world can change its state, or as a particular form of a component [5]. These days, intelligent agent based control is an effective way to monitor and control the system operations in different conditions [7]. In [8 and 9], the author discussed the criteria of multi agent system in electrical power applications. The design and implementation of multi agent systems in Microgrid using JADE platform is being illustrated in [10]. An architecture of MAS using TCP/IP is proposed in [11,12,13]. In this paper an agent is designed based on Java Agent Development Framework (JADE) to function as load operator who monitors the available generation and the needed demand to decide which load to turn off based on priority. The SIMULINK model represents the physical grid while JADE agent represents the control device that manage the demandsupply operation. The connection between these two parts is implemented via TCP/IP communication protocol.