[發明專利]一種電網功率分配優化方法和系統

在審

• 申請號: 202310245096.7
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116505574A
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 孫樂平;陳衛東;郭小璇;韓帥;盧健斌;吳寧;肖靜;姚知洋;阮詩雅;龔文蘭;吳曉銳;趙立夏
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/48;H02J3/24;H02J3/00;G06Q10/04;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 南寧東智知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45117
• 代理人: 黎華艷

本發明屬于電力領域，尤其涉及電網功率分配優化方法和系統，方法包括建立目標電網在孤島運行時的數學模型；建立在孤島運行中電力公司和生產消費者的發電成本函數，以推算分布式電源與所述生產消費者之間的平衡關系表達式；構建電網整體的博弈模型及納什平衡點；補充各電力生產者在頻率控制部分的支出以得到最優發電配比。通過建立目標電網在孤島運行時的數學模型；建立電力公司和生產消費者的發電成本函數，以推算分布式電源與所述生產消費者之間的平衡關系表達式；構建電網整體的博弈模型及納什平衡點；補充各電力生產者在頻率控制部分的支出以得到最優發電配比，能夠滿足交流發電機穩定運行的同時，使發電公司和用戶的利益最大化。

技術領域

本發明屬于電力領域，尤其涉及一種電網功率分配優化方法和系統。

背景技術

在偏遠山區或獨立海島等供電不便的地方，擴建電網需要高昂的經濟成本和地理環境的要求，而電網的孤島模式可以解決大型電網故障或偏遠地區無法接入大型電網的問題。但是，在孤島模式下，電網必須保持電壓和頻率的穩定性。此外，當大量基于用戶發電的分布式發電機(DG)機組接入電網時，需要平衡用戶發電與發電公司在電網中的競爭，因此離島機組優化發電是一項復雜而具有挑戰性的任務。

現有理論采用分布式平均比例積分二次控制，將電網頻率和電壓調節到參考值。另有學者提出了一種可以將電網頻率穩定并將電壓保持在標稱電壓下工作的模型，但需要分布式發電機之間的單向通信網絡。近年來，也提出過在有限時間內使用電壓控制和二次頻率控制來恢復電壓和頻率的方法。研究中也出現過一種在有限時間內將頻率和電壓調節到參考值的魯棒分布式有限時間二次控制器的概化方法。然而，這些研究都沒有考慮電網中分布式發電機的主從問題，即如何在基于博弈論的條件下保證經濟層面上的最優分配。

在電網中，如何在博弈論的框架下解決分布式發電機的主從問題以實現經濟層面上的最優分配仍然是一個具有挑戰性的問題。同時，隨著管理模式的不斷變化和發展，管理模式中各個環節的優化變得更加復雜。但是，通過博弈論的優化方法，可以在電網計劃、市場、系統調度和控制方面獲得更好的優化效果。

發明內容

為了解決或者改善上述問題，本發明提供了一種電網功率分配優化方法和系統，具體技術方案如下：

本發明提供一種電網功率分配優化方法，包括：

建立目標電網在孤島運行時的數學模型；

建立在孤島運行中電力公司和生產消費者的發電成本函數，以推算分布式電源與所述生產消費者之間的平衡關系表達式；

構建電網整體的博弈模型及納什平衡點；

補充各電力生產者在頻率控制部分的支出以得到最優發電配比。

優選的，所述建立目標電網在孤島運行時的數學模型，包括：

基于藏本模型建立目標電網在孤島運行時的數學模型。

優選的，所述建立在孤島運行中電力公司和生產消費者的發電成本函數，以推算分布式電源與所述生產消費者之間的平衡關系表達式，包括：

構建電網中發電公司的成本函數：

其中，a^G、b^G為單軸燃氣輪機發電成本系數，p^G為單軸燃氣輪機日發電量，s_d為配電網對用戶與P_Mjk之間的電力交易收取的維護單價，P_Mjk為普通用戶j向生產商的采購價格，q為生產消費者總數，n為發電公司總數，P_Mjk0；

構建電網中生產消費者的成本函數：

其中，c_k為新能源單位發電投資成本，F_k是生產者在一天內產生的總電量；