[發(fā)明專利]一種雙層分布式的多區(qū)域配電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的優(yōu)化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010900513.3
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112217197B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷林飛;孫志響;馬晨驍;高放
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 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(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 謝美萱

本發(fā)明提出一種雙層分布式的多區(qū)域配電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的優(yōu)化方法，該方法不僅包括區(qū)域分解的母線撕裂法和子區(qū)域優(yōu)化的分布式一致性方法，同時也提出了考慮風(fēng)電、光伏等新能源的雙層分布式多區(qū)域配電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化框架。首先，母線撕裂法一方面能將大規(guī)模電力系統(tǒng)分為若干子區(qū)域系統(tǒng)，從而解決大系統(tǒng)復(fù)雜度高、計算慢的問題；另一方面區(qū)域之間通過共享邊界虛擬節(jié)點部分信息可實現(xiàn)區(qū)域間分布式優(yōu)化，能很好保護區(qū)域之間的信息安全。其次，分布式一致性方法能有效地解決每個子區(qū)域配電網(wǎng)內(nèi)部的信息私密性問題。最后，在大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)中，雙層分布式優(yōu)化方法可以快速、安全且有效地獲得多區(qū)域配電網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度指令。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)中多區(qū)域經(jīng)濟調(diào)度領(lǐng)域，涉及一種雙層分布式的優(yōu)化方法，適用于大規(guī)模互聯(lián)電力系統(tǒng)的多區(qū)域配電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化。

背景技術(shù)

近年來，傳統(tǒng)化石能源不僅逐漸枯竭，也因大量碳排放加劇了溫室效應(yīng)。所以，風(fēng)力和光伏這類具有無污染、成本低等特點的新能源發(fā)電已成為必然的研究。此外，隨著區(qū)域發(fā)展不平衡、能源分布不均勻和現(xiàn)代堅強型智能電網(wǎng)中高壓輸電線路廣泛使用等原因，大型的多區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)已成為一種必然的格局。

電力市場的開放化使得多區(qū)域經(jīng)濟調(diào)度中的設(shè)備和機組信息越來越重要。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)多區(qū)域經(jīng)濟調(diào)度問題是通過集中式優(yōu)化方式來解決，即調(diào)度中心在掌握全網(wǎng)的負(fù)荷及機組的信息后，根據(jù)一定的優(yōu)化方法進行計算并向各機組發(fā)出調(diào)度指令。但是，這種優(yōu)化方式不僅難以滿足大規(guī)模電力系統(tǒng)的通信和計算要求，也面臨可靠性、魯棒性和信息私密性等問題難以得到保障的挑戰(zhàn)。而雙層分布式多區(qū)域優(yōu)化方式更注重參與調(diào)度的各區(qū)域的個體獨立性和智能性，每個區(qū)域單獨優(yōu)化子問題可有效提高計算速度。區(qū)域之間僅交換虛擬節(jié)點的部分信息可有效保護各區(qū)域的運行可靠性和信息私密性；各區(qū)域內(nèi)部的每個智能體之間只交換成本微增率，也可有效保護每個智能體的信息。因此，雙層分布式優(yōu)化方式更適合應(yīng)用于現(xiàn)代信息私密性問題越來越受關(guān)注的多區(qū)域配電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種雙層分布式的多區(qū)域配電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度的優(yōu)化方法。首先將大規(guī)模電力系統(tǒng)劃分為若干個較小的子區(qū)域電力系統(tǒng)，每個區(qū)域獨立優(yōu)化子問題，通過共享邊界虛擬節(jié)點的部分信息來實現(xiàn)整體協(xié)調(diào)優(yōu)化，即實現(xiàn)第一層分布式優(yōu)化；接著采用分布式一致性方法對每個子區(qū)域進行優(yōu)化，優(yōu)化過程中，子區(qū)域的每個智能體之間互相交換成本微增率來實現(xiàn)子區(qū)域的求解，即實現(xiàn)第二層分布式優(yōu)化。因此，本發(fā)明在保證系統(tǒng)的安全性和可靠性的前提下，不僅可以加快計算速度，還可以很好地保障各區(qū)域之間及其內(nèi)部的信息私密性。

構(gòu)建具有風(fēng)電和光伏能源的經(jīng)濟調(diào)度模型后，本發(fā)明的目標(biāo)函數(shù)可描述為：

其中，式中，w為權(quán)重系數(shù)；F_Gi,t、F_Wj,t和F_Pz,t分別為在t時刻第i臺常規(guī)機組、第j臺風(fēng)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(guī)機組、風(fēng)電機組和光伏機組的數(shù)量；f_Gi,t為在t時刻第i臺常規(guī)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(guī)機組、第j臺風(fēng)電機組和第z臺光伏機組的發(fā)電量；a_i、b_i和c_i分別為第i臺常規(guī)機組的二次項、一次項和常數(shù)項成本系數(shù)；d_j和e_z分別為第j臺風(fēng)電機組和第z臺光伏機組的單位發(fā)電經(jīng)濟成本；α_i、β_i和γ_i分別為第i臺常規(guī)機組的二次項、一次項和常數(shù)項碳排放系數(shù)。

此外，本發(fā)明還要滿足以下等式和不等式約束：