[發(fā)明專利]基于協(xié)同歸一化的電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度方法

有效

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• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109670734B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒德旋
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/0631
• 分類號: G06Q10/0631;G06Q50/06
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種基于協(xié)同歸一化的電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度方法，包括步驟A：產(chǎn)生M個候選解，計算其燃油成本、廢氣排放量和約束違背量。步驟B：對候選解進行協(xié)同歸一化處理；步驟C：選擇罰函數(shù)值最小的候選解為最優(yōu)解；步驟D：若最優(yōu)解的約束違背量為0，則它即為滿足所有約束條件的最優(yōu)電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度方案，否則，重復(fù)步驟A～C；本發(fā)明通過協(xié)同歸一化法消除燃油成本和廢氣排放量之間的物理量綱、數(shù)量級和改進潛力差別，有效解決了發(fā)電過程中難以兼顧節(jié)約成本與減少污染的問題，提高了電能利用率，保障了電力供需平衡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度方法，具體為一種基于協(xié)同歸一化的電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度方法。

背景技術(shù)

目前，電力系統(tǒng)仍主要采用火力發(fā)電，其技術(shù)成熟、運行穩(wěn)定。然而，在發(fā)電過程中需要燃燒大量化石燃料，一方面，發(fā)電廠需要支付高昂的生產(chǎn)費用，另一方面，所產(chǎn)生的廢氣容易造成環(huán)境污染，不利于綠色可持續(xù)發(fā)展；兼顧減少廢氣排放量和節(jié)省燃油成本一直是電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度的一項重要研究內(nèi)容。

電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度是一種基于火力發(fā)電的電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)：該技術(shù)為不同的發(fā)電單元規(guī)劃發(fā)電出力，目的是在滿足所有實際約束條件的基礎(chǔ)上實現(xiàn)燃油成本和廢氣排放量最小化。

因為每個發(fā)電機組的裝機容量不盡相同，所以在規(guī)劃電力出力時要保證每個發(fā)電機組的計劃出力不能超出自身的容量范圍以外。另外，發(fā)電機組總的發(fā)電出力經(jīng)過傳輸線輸送到用戶端，考慮到電能在傳輸線上有損耗，因此要求總發(fā)電出力等于用戶端電力需求與傳輸線損耗之和。在滿足這些實際約束條件的同時，電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度具有同時最小化生產(chǎn)成本和廢氣排放量的特點，有利于保障電力供需平衡、降低生產(chǎn)成本、減小污染。

電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度中兩個目標(biāo)函數(shù)(燃油成本和廢氣排放量)的物理量綱不同，二者存在數(shù)量級差別，且改進潛力不同。難點在于如何權(quán)衡這兩個目標(biāo)函數(shù)，以最大程度緩解二者彼此之間的沖突。所使用的多目標(biāo)優(yōu)化技術(shù)要充分兼顧二者的利益，避免為了提高其中一個指標(biāo)而過度抑制另一個指標(biāo)。

因此，所找到的最優(yōu)解通常是一種折中解，即它的燃油成本和廢氣排放量都不是所有待比較解中最低的，但對應(yīng)的綜合指標(biāo)是最優(yōu)的。

電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度主要使用權(quán)重和法(Weighted sum method,WSM)來最小化燃油成本和廢氣排放量。WSM通過引入價格懲罰因子來消除兩個目標(biāo)函數(shù)之間的物理量綱，并將二者融合為一個單目標(biāo)函數(shù)。然而，兩個目標(biāo)函數(shù)不成線性關(guān)系，當(dāng)發(fā)電出力變化時，它們的變化率不同，使WSM難以兼顧二者的數(shù)量級和改進潛力差別。若任意發(fā)電出力變量偏離其上限較大，則WSM會偏重其中一個目標(biāo)函數(shù)，不利于緩解兩個目標(biāo)函數(shù)之間的矛盾。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于協(xié)同歸一化的電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度方法，通過將待比較候選解的兩個目標(biāo)進行分類歸一化以消除燃油成本和廢氣排放量在物理量綱、數(shù)量級和改進潛力方面的差別，從而均衡兩個目標(biāo)的利益。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種基于協(xié)同歸一化的電力系統(tǒng)經(jīng)濟排放調(diào)度方法，包括以下步驟：

步驟A：首先產(chǎn)生M個候選解，計算其燃油成本、廢氣排放量和約束違背量；

步驟B：對候選解進行協(xié)同歸一化處理，包括如下步驟：

步驟B-1：構(gòu)造一個M×3階矩陣P，其中每行都存儲著1個候選解的燃油成本、廢氣排放量和約束違背量；

步驟B-2：從第1列中選取前1/2低的燃油成本值，并求出其Contraharmonic均值用相同方法求出與第2列對應(yīng)的廢氣排放量的Contraharmonic均值E_m；

步驟B-3：將矩陣P中第1列所有燃油成本都除以C_m，將矩陣P中第2列所有廢氣排放量都除以E_m，對矩陣P中第3列所有約束違背量不作處理，最終得到協(xié)同歸一化矩陣Q；