[发明专利]一种基于双层一致性算法的电力系统多目标优化调度方法

说明书

本发明提出一种基于双层一致性算法的电力系统多目标优化调度方法，流程包括：建立电力系统多目标优化调度模型；寻找最优条件；设计双层一致性算法求解，找到发电机的最优出力，计算综合期望最小值；本发明考虑了传输损耗对系统供需平衡和机组出力优化的影响，且能够实现对传输损耗的实时计算；采用线性加权和法将多目标优化问题转化为单目标优化问题，供给侧可依据企业诉求通过调节加权系数更好地满足自身利益；实现了电能的优化配置，引导供给侧制定合理的产能方案；在计及传输损耗的前提下，满足用户负荷需求的同时提高企业经济效益和社会环保效益；对通信依赖程度低且有效保护企业和用户隐私，并能实现机组即插即用和有效应对网络拓扑变化。

技术领域

本发明涉及电力系统经济调度技术领域，具体涉及一种基于双层一致性算法的电力系统多目标优化调度方法。

背景技术

经济调度作为电力系统运行中技术和经济优化的重要部分，旨在满足发电单元运行约束的前提下，通过优化分配负荷需求并合理安排发电计划使得系统总运行成本最小。电力系统经济调度本质上是资源配置问题，在满足用户侧负荷需求和供电质量的前提下，引导供给侧制定合理的产能方案，减少企业运行成本的同时保障系统安全稳定运行。

经济调度解决方法总体上分为集中式和分布式，集中式算法要求系统控制中心与每一个发电单元进行信息交互，并收集所有需要的信息计算经济调度最优方案，最后通过发布调度指令安排所有发电单元安排出力计划。然而，集中式算法存在以下关键问题：首先系统控制中心需要较高的通信建设成本；其次巨大的计算和通信负担容易造成单点故障；此外集中式算法易受通信故障影响导致无法正常实现经济调度功能。相比于集中式算法，分布式算法要求发电单元获取邻居机组信息局部计算出力计划，分散了计算和通信负担避免单点故障，满足即插即用功能和适应拓扑变化，因此具有更好的鲁棒性和前瞻性。

现有电力系统分布式经济调度文献以单目标优化为主研究，极少对结合企业多种实际需求情形下的多目标优化问题展开研究，其次此类文献在模型构建时绝大多数假设线路不产生传输损耗这种理想条件，忽视了传输损耗对系统供需平衡的重要影响，因而其产生的优化调度结果会导致：机组出力结果不能满足负荷的实际需求，影响用户侧的能源正常需求；系统功率平衡不能得到电网的有效保障，造成电网频率波动危及系统的安全稳定运行。

综上所述，有必要针对电力系统经济调度发明一种新的优化调度方法——基于双层一致性算法的优化调度方法，以解决考虑线路传输损耗的电力系统多目标优化调度问题，同时达到优化机组出力和保障系统安全、稳定、经济运行的目的。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述电力系统经济调度中存在的关键问题，提出一种基于双层一致性算法的电力系统多目标优化调度方法，其内容包括如下步骤：

步骤1：建立电力系统多目标优化调度模型，包括目标函数、等式约束条件和不等式约束条件；

步骤1.1：建立电力系统多目标优化调度模型的目标函数：假设系统包含发电机总数为N编号i＝1,2,3...N，P_i为第i个发电机的输出功率，系统分别以发电成本最小和污染气体排放量最小为目标函数，具体描述如下：

其中，F_C和F_E分别为系统发电成本和系统污染气体排放量，和分别为第i个发电机的发电成本和污染气体排放量，具体描述如下：

其中，a_i、b_i和c_i为的参数，α_i、β_i、γ_i、δ_i和θ_i为的参数；

采用线性加权和法将多目标优化问题转化为单目标优化问题，则使得系统综合期望最小的目标函数具体描述如下：