[發(fā)明專利]一種基于一致性理論的電力系統(tǒng)分布式經(jīng)濟調(diào)度方法

有效

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• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111242513B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周帥;肖敏;周映江
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;G06F30/20;H02J3/00;H02J3/46;G06F111/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明提供了一種基于一致性理論的電力系統(tǒng)分布式經(jīng)濟調(diào)度方法，包括根據(jù)用戶需求功率選取發(fā)電機組，從中選定領(lǐng)導(dǎo)者機組，并構(gòu)建各機組的強連接通信；對分布式電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度經(jīng)行數(shù)學(xué)建模，基于數(shù)學(xué)建模和強連接通信拓撲給出優(yōu)化的機組迭代規(guī)則和迭代初始值；根據(jù)迭代規(guī)則和迭代初始值進行迭代，直到各領(lǐng)導(dǎo)者機組的失配功率之和小于設(shè)定的閾值時，判定經(jīng)濟調(diào)度達到供需平衡。每個機組在迭代過程中，不僅將自身的失配功率反饋到機組的一致性變量當中，還將所有與其通信的鄰居機組的失配功率反饋到機組的一致性變量當中，從而讓電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度對每個機組的誤差感知更加的靈敏，以更快實現(xiàn)電力系統(tǒng)的供需平衡。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于一致性理論的電力系統(tǒng)分布式經(jīng)濟調(diào)度方法。

背景技術(shù)

經(jīng)濟調(diào)度是電力系統(tǒng)的基本問題之一，對電力系統(tǒng)進行經(jīng)濟調(diào)度的目標是在考慮發(fā)電機組的各種約束條件下，協(xié)調(diào)各機組滿足用戶用電需求以及整個電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的耗費的經(jīng)濟成本最低。傳統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度多采用集中式調(diào)度方案，該方案需要有一個控制中心，電力系統(tǒng)中的每個機組都需要與將自己的狀態(tài)信息傳遞給控制中心，控制中心根據(jù)用戶需求功率，以及當前各機組的出力情況對各機組經(jīng)行調(diào)配。

隨著社會的發(fā)展，電力系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)越來越龐大和復(fù)雜多變，這就給傳統(tǒng)的集中式經(jīng)濟調(diào)度的控制中心帶來了通信壓力和計算調(diào)配壓力。在此背景下，分布式經(jīng)濟調(diào)度方案應(yīng)運而生，分布式經(jīng)濟調(diào)度方案不需要控制中心，各機組與周圍相鄰的機組相互通信，通過一致性算法給出電力系統(tǒng)的經(jīng)濟調(diào)度的迭代規(guī)則。然而分布式經(jīng)濟調(diào)度迭代算法由于沒有控制中心統(tǒng)一發(fā)布調(diào)度指令，需要較長的迭代時間才能迭代滿足供需平衡，因此，如何加快分布式經(jīng)濟調(diào)度的迭代速度是一個亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提供一種基于一致性理論的電力系統(tǒng)分布式經(jīng)濟調(diào)度方法，用以應(yīng)對當前分布式經(jīng)濟調(diào)度方法迭代時間較長的缺點，以加快分布式電力系統(tǒng)的調(diào)度進程。

技術(shù)方案：具體步驟如下：

(S1)根據(jù)用戶需求功率選取多個發(fā)電機組，對所述多個發(fā)電機組進行強連通通信拓撲構(gòu)建，并從所述多個發(fā)電機組中選取一或多個發(fā)電機組作為領(lǐng)導(dǎo)者機組；所述領(lǐng)導(dǎo)者機組能夠獲取所述用戶功率需求，所述多個發(fā)電機組中的每一機組能夠根據(jù)構(gòu)建的強連通通信拓撲與相鄰機組通信相互傳遞狀態(tài)信息；其中，強連通通信是指每一個機組都有鄰居機組與其通信。

(S2)對所述多個發(fā)電機組進行數(shù)學(xué)建模，包括構(gòu)建以各發(fā)電機組成本最小化為目標的目標函數(shù)，以及根據(jù)所述用戶需求功率確定各機組出力的約束條件；

(S3)根據(jù)所述數(shù)學(xué)建模和構(gòu)建的強連通通信拓撲設(shè)定各機組的增益成本、出力和失配功率的迭代更新規(guī)則，并設(shè)定各機組的出力和失配功率的初始值；

(S4)基于各機組的增益成本、出力和失配功率的初始值，利用增益成本、出力和失配功率的迭代更新規(guī)則進行迭代，直到各領(lǐng)導(dǎo)者機組的失配功率之和小于設(shè)定的閾值時，判定分布式經(jīng)濟調(diào)度達到了供需平衡且各機組的出力達到最優(yōu)。

進一步地，步驟(S2)中，對多個發(fā)電機組進行數(shù)學(xué)建模的過程如下：

首先，假所有參與調(diào)度的機組為火力發(fā)電機組，則其能耗成本函數(shù)可近似為如下的二次函數(shù)：

其中C_i(P_i)表示第i個機組出力為P_i時的耗費成本；α_i＜0，β_i0，γ_i＜0，三個參量均為常數(shù)且由各發(fā)電機組的特征屬性確定。

對機組的經(jīng)濟調(diào)度問題可以轉(zhuǎn)換為一個凸優(yōu)化問題，建立如下經(jīng)濟調(diào)度的數(shù)學(xué)模型：