[發明專利]一種雙層分布式的多區域配電網經濟調度的優化方法

有效

• 申請號: 202010900513.3
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112217197B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 殷林飛;孫志響;馬晨驍;高放
• 申請（專利權）人: 廣西大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/48;H02J3/38;G06Q50/06;G06Q10/06;G06Q10/04;G06F17/15
• 代理公司: 南寧啟創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 謝美萱

1.一種雙層分布式的多區域配電網經濟調度的優化方法，其特征在于，該方法在使用過程中包括以下步驟：

(1)構建具有風電和光伏能源的經濟調度模型

目標函數：

其中，

式中，w為權重系數；F_Gi,t、F_Wj,t和F_Pz,t分別為在t時刻第i臺常規機組、第j臺風電機組和第z臺光伏機組的成本；N_G、N_W和N_P分別為常規機組、風電機組和光伏機組的數量；f_Gi,t為在t時刻第i臺常規機組的碳排放量；P_Gi,t、P_Wj,t和P_Pz,t分別為在t時刻第i臺常規機組、第j臺風電機組和第z臺光伏機組的發電量；a_i、b_i和c_i分別為第i臺常規機組的二次項、一次項和常數項成本系數；d_j和e_z分別為第j臺風電機組和第z臺光伏機組的單位發電經濟成本；α_i、β_i和γ_i分別為第i臺常規機組的二次項、一次項和常數項碳排放系數；

等式約束和不等式約束：

式中，P_D,t為在t時刻負荷預測值；上標max和min為變量的上下限；r_di和r_ui分別為常規機組向下和向上爬坡值；S_Wu,t、S_Wd,t和S_Pu,t、S_Pd,t分別為在t時刻風電機組和光伏機組的正負旋轉備用值；L_W+％、L_W-％和L_P+％、L_P-％分別為風電機組和光伏機組中負荷正負旋轉備用需求系數；W_u％、W_d％和P_u％、P_d％分別風電機組和光伏機組的正負旋轉備用需求系數；T₆₀和T₁₀分別為60分鐘和10分鐘；

(2)采用母線撕裂法將大規模電力系統劃分為若干個較小的子區域系統，并重新構建多區域配電網的經濟調度模型，區域之間交換邊界虛擬節點的部分信息，形成雙層分布式優化中的第一層分布式多區域優化；區域分解后，此時的多區域經濟調度數學模型為：

式中，y為子區域的個數；F_y為第y個區域的目標函數；h_y(x)和g_y(x)分別為第y個區域中的等式和不等式約束；

各子區域之間在交換虛擬邊界節點的有功信息時，虛擬邊界節點具有耦合關系，描述為：

式中，和分別為第y₁個區域和第y₂個區域的邊界虛擬節點的電氣方向系數；和分別為第y₁個區域和第y₂個區域的有功；

(3)依據步驟(2)的模型，采用分布式一致性方法對各子區域問題進行優化求解，形成雙層分布式中的第二層子區域優化；子區域中的每個機組互相交換成本微增率信息來完成每個子區域的分布式優化；首先每個子區域需根據各自的網絡拓撲確定鄰接矩陣A＝[a_mn]、拉普拉斯矩陣L＝[l_mn]和行隨機矩陣d_mn，具體公式為：

式中，k為第k次迭代；

其次輸入預測負荷值后，通過計算該時刻的功率偏差進行各子區域的一致性變量更新，因此，功率偏差ΔP公式、跟隨者更新公式和領導者更新公式表達如下：

其中x_m(k)和x_m(k+1)分別為第m臺智能體機組在第k次和第k+1次的一致性變量；ε為分布式一致性方法的功率平衡因子；

接著計算各子區域的機組出力P_Gm和成本微增率x_m，具體公式表達如下：

式中，m為第m臺機組上標；max和min為變量的上下限；

最后通過判斷|ΔP|≤ΔP^max是否成立來確定各子區域的優化求解是否完成。