[發(fā)明專利]基于單點反饋和差分隱私機制的智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310241471.0
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116316882A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙中原;楊志強;楊巨;高旺;趙海華;夏倫超
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;G06Q10/0631;G06Q10/0639;G06Q50/06;G06F17/16
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 陳月菊

本發(fā)明公開了一種基于單點反饋和差分隱私機制的智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度方法，包括：建立智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度模型；將智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度模型進一步轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的最小化問題；針對分布式在線經(jīng)濟調(diào)度問題構(gòu)建個體遺憾作為分布式在線經(jīng)濟調(diào)度方法性能評估指標(biāo)；個體遺憾用于反映發(fā)電機發(fā)電量的總成本與最佳發(fā)電量的總成本之間的差值；引入單點反饋和差分隱私機制以設(shè)計基于盈余變量的分布式經(jīng)濟調(diào)度方法，并根據(jù)所設(shè)計的經(jīng)濟調(diào)度方法迭代求解所述智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度模型。本發(fā)明能夠解決不確定的環(huán)境中的在線經(jīng)濟調(diào)度問題，同時可以有效保護發(fā)電機的隱私信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度領(lǐng)域，尤其涉及一種基于差分隱私機制的智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度方法。

背景技術(shù)

經(jīng)濟調(diào)度問題是電網(wǎng)運行中的基本問題之一，其目標(biāo)是在滿足供需平衡和各種約束條件的前提下，調(diào)度發(fā)電機，以最小的成本滿足總需求。目前，已經(jīng)提出了相當(dāng)多的集中化方法來解決經(jīng)濟調(diào)度問題，如粒子群算法、微分進化算法和擬牛頓方法等。但是，在上述集中式控制框架中，所有發(fā)電機需要一個中央控制器來收集信息并計算出最優(yōu)解?？刂破鞯拇嬖趯﹄娋W(wǎng)的通信和計算能力提出了要求，同時容易導(dǎo)致單點故障和隱私泄漏等問題。分布式經(jīng)濟調(diào)度方法只需要與鄰居交換信息，因此易于處理單點故障，降低了計算和通信成本。

目前，現(xiàn)有分布式經(jīng)濟調(diào)度算法大多是基于多智能體系統(tǒng)的分布式優(yōu)化算法，由于拉格朗日乘數(shù)法可以將經(jīng)濟調(diào)度問題轉(zhuǎn)化為一個以拉格朗日乘子為特征的約束問題，所以基于拉格朗日乘數(shù)法的分布式經(jīng)濟調(diào)度方法得到了廣泛的研究。在經(jīng)濟調(diào)度問題中，拉格朗日乘子通常被稱為增量成本。通過選擇增量成本作為共識變量，當(dāng)所有發(fā)電機的增量成本實現(xiàn)共識時，那么總的發(fā)電成本就會達到最小，也就解決了經(jīng)濟調(diào)度問題?，F(xiàn)有所提出的算法能夠解決發(fā)電機成本函數(shù)已知的經(jīng)濟調(diào)度問題。

公開號為CN115473286A的發(fā)明提供一種基于約束投影強化學(xué)習(xí)的分布式經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化方法，包括：基于運行約束，結(jié)合發(fā)電成本函數(shù)和發(fā)電單元的可行功率輸出構(gòu)建分布式經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學(xué)模型；對區(qū)域通信網(wǎng)絡(luò)中的每個發(fā)電機實施平均一致性方法，以分布式方式獲取微電網(wǎng)中的全局信息；采用Actor-Critic算法將分布式經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)換為基于約束投影的分布式經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化問題；結(jié)合拉格朗日乘子法與罰函數(shù)法，得到優(yōu)化問題的增廣拉格朗日對偶形式，并基于KKT條件得到分布式經(jīng)濟調(diào)度優(yōu)化問題的最優(yōu)功率輸出。該發(fā)明能夠有效協(xié)調(diào)微電網(wǎng)中發(fā)電機的功率輸出，而無需關(guān)注成本函數(shù)的構(gòu)建，并能夠通過與未知負載總線的反饋交互完成分布式調(diào)度任務(wù)。公開號為CN105809297A的發(fā)明提供一種基于多目標(biāo)差分進化算法的火電廠環(huán)境經(jīng)濟調(diào)度方法，包括以下步驟：建立以發(fā)電費用最低和污染物排放量最小為調(diào)度目標(biāo)、以發(fā)電機容量和功率平衡為約束條件火電廠環(huán)境經(jīng)濟調(diào)度模型；再利用多目標(biāo)差分進化算法對模型進行優(yōu)化求解，獲得最優(yōu)帕累托解集，其中多目標(biāo)差分進化算法采用差分變異算子進行搜索，每次變異操作時基于最近若干次變異時各算子的使用次數(shù)和累積績效選擇變異算子，并利用非支配排序、支配次數(shù)以及超體積貢獻量等方法確保解集的收斂性與分布的均勻性；最后利用模糊集合理論進行決策，從帕累托解集中選擇折衷解作為最終調(diào)度方案。該發(fā)明方法具有精度高、帕累托前沿解集分布均勻和收斂速度快的特性，且易于工程實現(xiàn)。

但是，在實際應(yīng)用場景中，經(jīng)濟調(diào)度問題通常發(fā)生在不確定的環(huán)境中，發(fā)電機的成本函數(shù)是未知的，這使得成本函數(shù)的梯度或次梯度信息難以獲得，這類問題可以被看為分布式在線經(jīng)濟調(diào)度問題，靜態(tài)遺憾常被用來衡量在線經(jīng)濟調(diào)度算法的性能。

此外，隨著智能電網(wǎng)中發(fā)電機數(shù)量和電力用戶的不斷增加，導(dǎo)致電力系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)量顯著提升。在發(fā)電機信息共享的過程中可能會導(dǎo)致隱私信息的泄露，甚至可能被不法分子利用而導(dǎo)致客戶和電網(wǎng)遭受損失。因此，經(jīng)濟調(diào)度中的隱私保護的問題也需要引起重視。

發(fā)明內(nèi)容

解決的技術(shù)問題：本發(fā)明公開了一種基于差分隱私機制的智能電網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度方法，能夠解決不確定的環(huán)境中的在線經(jīng)濟調(diào)度問題，同時可以有效保護發(fā)電機的隱私信息。

技術(shù)方案：