[發明專利]一種互聯電網經濟調度的分布式計算方法

無效

• 申請號: 201310230661.9
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103296680A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 趙晉泉;吉躍瑾;戴則梅
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J13/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及電網調度自動化技術領域，尤其涉及一種互聯電網經濟調度的分布式計算方法。

背景技術

隨著三峽水電、西電東送等大型工程的建設以及特/超高壓、遠距離交直流輸電技術的發展和應用，我國電網互聯進程不斷加快、系統規模不斷擴大，對電力系統的經濟運行和安全穩定提出了新的挑戰。多區域互聯電網系統廣域分布而資源異構，使得網絡參數的數據采集、整合和維護的難度加大。尤其在電力市場運行環境下，各調度機構間的信息壁壘進一步阻礙了系統內數據和信息的共享。

基于分解協調的分布式經濟調度算法可以在保留各調度中心計算獨立性的同時獲得全網統一的仿真結果，實現了區域調度員協調地調度電網，有望成為解決大規模互聯系統一體化仿真計算的有效手段。

互聯電網分布式OPF計算的基本思路是設法將大系統優化問題有效分解為一系列子問題，并進行分布式求解和協調優化，其實現方法目前大致有三類。

第一類方法先基于最優化問題的Karush-Kuhn-Tucker條件得到全網的系統修正方程，再運用對角加邊模型、近似牛頓方向等矩陣理論對該系統修正方程進行解耦。如文獻《Decomposition-coordination?interior?point?method?and?its?application?to?multi-area?optimal?reactive?power?flow》（International?Journal?of?Electrical?Power&Energy?Systems，2011年第33卷第1期第55頁）所述。但該類方法計算效率受制于子網間的耦合度、區域分解的數目或邊界網絡的大小，且通常存在協調層負擔重等問題，相比異地多控制中心協調優化其更適用于同地分布式并行計算的場景。

第二類方法基于拉格朗日松弛理論，將子網間的耦合約束松弛至目標函數中并采用一定的分解算法實現其可分性。如文獻《電力系統最優潮流的分布式并行算法》（中國電機工程學報，2003年第27卷第24期第23頁）基于輔助問題原理(Auxiliary?Problem?Principle，APP)的分解算法為例，該經典方法通過構造輔助函數，將原鞍點問題分化為可獨立求解的極值問題。但該類算法收斂效果受對偶變量、罰參數初始化及更新時的參數設置影響，因而降低了其對不同系統模型的適應度。

第三類方法通過對外部網絡進行等值，進行各分區的獨立優化計算，并引入外層協調環節實現全網的優化，如文獻《基于Ward等值的多區域無功優化分解協調算法》（電力系統自動化，2010年第34卷第14期第63頁）。該類方法計算效率不受互聯電網系統規模和子網間耦合度的影響，其協調層的參與程度較低，子網間僅需交換少量數據即可實現協調優化。但目前存在的問題是其子網在進行本地計算時需要相鄰子網的運行參數以進行外網等值，影響了子網優化計算的獨立性，且該等值參數的計算和更新相對繁瑣。

發明內容

發明目的：針對現有技術中存在因電網互聯進程不斷加快、系統規模不斷擴大帶來的大規模優化問題的求解難題，提供一種適用于我國電力系統“分級管理、分層控制、分布處理”運行和管理模式的互聯電網經濟調度的分布式計算方法。

技術方案：一種互聯電網經濟調度的分布式計算方法，包括如下步驟：

步驟一、基于替代原理將聯絡線在各子網中重復建模實現系統模型的分解，子網間交換邊界節點阻抗矩陣對角元，形成電壓合并的權重系數λ_B′、λ_B′′；

步驟二、各子網獨立進行非線性原對偶內點法燃料費用優化計算，獲得子網的優化結果以及各節點的狀態變量更新值；

步驟三、計算各子網間相同邊界節點電壓幅值差ΔV和電壓相角差Δθ，并判斷它們是否滿足外層收斂判據，如果滿足則整個計算結束，否則轉入步驟四；

步驟四、加權修正邊界節點電壓，并進一步更新外邊界節點等值注入功率，然后轉步驟一。