[發明專利]基于信息交流策略連續域蟻群算法的電力系統調度方法

有效

• 申請號: 201810427695.X
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN108565857B
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 葛洪偉;姜道銀;羊潔明;葛陽
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/48
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

本發明提供了基于信息交流策略連續域蟻群算法的電力系統調度方法，屬于電力工程領域，主要解決復雜電力系統中難以求解電力負荷分配的問題。該方法以系統總運行費用為目標函數建立模型，同時考慮閥點負載效應、輸電線路損失、爬坡率限制、禁止區域等限制。建立模型后，利用標準蟻群算法得到初始解檔案，然后利用信息交流策略在解檔案中選取一部分較優的解，在這部分較優的解里每一個解都選擇另外一個解來進行信息交換得到候選解，采用貪婪的方式接受能夠改善解的質量的候選解。最后將得到的最優值進行電力系統負荷分配。本發明方法能夠降低電能的費用而且還能保障電力系統的電壓質量，滿足實際工程的設計需求。

技術領域

本發明屬于電力工程領域，涉及復雜環境下多因素電力系統的電力負荷分配方法；具體來說是一種基于信息交流策略連續域蟻群算法的電力系統經濟調度方法，可用于火電經濟調度計劃、水火電協調、梯級調度和燃料約束調度等領域。

背景技術

電力系統經濟調度是能源生產和分配的核心。隨著能源需求和燃料成本的增加，找到降低能源生產成本的方法變得越來越重要。電力系統經濟調度需要找出電力系統中發電機的優化負荷，以滿足整個電力需求，同時產生最小可能的發電成本。因此，需要制定和應用能夠考慮發電機組特性成本函數曲線的數學優化模型，以找到最優的負荷分配。

電力系統的成本函數可以簡單地用單調遞增的二階非線性函數來近似。然而，這樣一個簡單的成本函數沒有適當地模擬出發電機的實際情況，首先電力系統涉及到閥點效應和多種燃料使用等約束。如果將閥點效應引入成本函數，會導致多個局部最小值產生。通常，在進行發電機負荷分配時，有一些區域的值是禁止運行的，禁止運行的區域使成本函數不連續。除此之外，還應考慮諸如爬坡率限制和輸電線路損耗等約束條件，以便近似估計發電機的實際行為。如今，由于人們對環境的關注日益增加，燃燒燃料排放的有毒氣體也被納入成本函數。這些限制會使電力系統經濟調度的任務更加復雜。因此，電力系統經濟調度中的優化問題由多個目標組成。其任務是找到發電機組的負荷分配，使發電量滿足整個系統電力需求，同時產生最小可能的發電成本。許多經典的優化技術，如線性規劃、齊次線性規劃、梯度搜索算法、Lambda迭代法、模式搜索法、二次規劃方法、拉格朗日乘子法和非線性規劃法被用來解決電力系統經濟調度問題。這些經典優化技術的主要問題在于它們返回的最終解決方案高度依賴于初始值，通常容易陷入局部最優值。成本函數的不連續性也嚴重影響了這些優化技術的性能。雖然動態規劃技術可以處理不連續的非線性成本函數，但優化問題的維數對它來說是一個非常重要的影響因素。

發明內容

針對上述問題，本發明提出一種基于信息交流策略連續域蟻群算法的電力系統經濟調度方法，該方法以系統總運行費用為目標函數建立模型，同時考慮閥點負載效應、輸電線路損失、爬坡率限制、禁止區域等限制。本發明方法不僅能夠降低電能的費用，而且還能保障電力系統的電壓質量，滿足實際工程的設計需求。

本發明采用的技術方案：

一種基于信息交流策略連續域蟻群算法的電力系統調度方法，包括以下步驟：

(1)建立電力系統經濟調度模型：

其中，n為系統發電機組的總個數，F為發電總成本，F_i為機組i的發電成本，a_i，b_i，c_i是機組i的成本系數，p_i為機組i的有功輸出功率，V_i為閥點效應帶來的變化值，d_i，e_i為常數，為機組i的最小技術出力；

電力系統經濟調度模型的限制條件為：

(1.1)傳輸損耗：