[发明专利]一种配电网实时分布式经济调度方法

说明书

本发明涉及配电网经济调度方法，尤其涉及一种配电网实时分布式经济调度方法。本发明以最小化发电成本为电力系统经济调度目标，发电成本函数是发电功率的二次函数。将外部电网看成是一个虚拟发电机，成本函数也用二次函数表示，但令其输出功率恒为零。将各发电机组微增成本作为一致性变量，利用分布式一致性算法使各发电机微增成本收敛到一致值，从而得到经济调度的最优解。本发明将外部电网等效为虚拟发电机参与经济调度，并以微增成本作为一致性变量，仅需测量配电网与外部电网交换的有功功率，而无需任何其他全局信息，有效解决了现有分布式经济调度算法需获取系统功率差额或总负荷等全局信息的难题。

技术领域

本发明涉及配电网经济调度方法，尤其涉及一种配电网分布式经济调度方法。

技术背景

经济调度是电力系统中最基本的问题之一，它将所需的发电量分配给多个发电机组以实现与总负载平衡，同时在满足发电机出力约束条件的前提下最小化总发电成本。长期以来，电力系统经济调度问题均采用集中式方法求解，即每个发电机需与调度中心通信，调度中心收集所有信息进行计算后得到最优调度方案，随后向各发电机发出调度指令。而随着大量分布式能源的接入，电力系统结构也越来越复杂，传统集中式框架下经济调度主要有以下问题：调度中心需承受巨大的计算负担，系统可靠性和鲁棒性差，在通信网络建设和调度中心维修上成本较高，也无法满足具有分布式电源“即插即用”功能的经济调度要求。

为解决以上问题，电力系统分布式经济调度方法被提出。分布式经济调度方法通常基于一致性或分布式优化算法，在实现过程中仅需获取相邻个体的信息和自身信息，通过迭代方式计算得到问题最优解，大大提高了运行速度与可靠性。分布式优化方法在电力系统中受到了越来越多的重视，分布式经济调度方法也被认为是经济调度技术的发展方向。目前提出了Leader-Follower分布式经济调度方法，以各发电机组增量成本为一致性变量，并引入“领导者”和“跟随者”的概念，有效解决了在各种通信拓扑网络下的经济分布式优化问题。但“领导者”需知道系统的功率差额，而这是一个全局信息，如何在分布式框架下获取该信息是一个难题。有研究对此进行了改进，“领导者”无需获取功率差额信息，但需要获取系统总负荷的信息，而系统总负荷同样是一个全局信息。也有研究提出一种无需领导者的分布式一致性算法，该算法下智能体可估计出负荷功率与发电功率的不匹配，并将估计的不匹配通过反馈调整每个发电机的发电量。但该方法要求发电机功率初值之和与总负荷相等，使得初值设计需要获取全局信息。此外目前的研究均未考虑系统网损，主要是由于网损是难以分布式计算或获取的全局信息，不考虑网损的经济调度算法显然精度不高。

如何实现完全分布式经济调度依旧是电力系统经济调度的研究重点。本发明将外部电网看作虚拟发电机参与配电网经济调度，以分布式电源微增成本为一致性变量，设计了完全分布式的经济调度策略，给出了微增成本迭代计算方法和参数整定方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术方法存在的不足：系统全局变量难以获取、未计及网损、需要初始功率匹配或需要增加智能体数量及通讯网络规模等。本发明设计了一种配电网实时分布式经济调度策略，该策略将外部电网等效为虚拟发电机参与经济调度，并以微增成本作为一致性变量，仅需测量配电网与外部电网交换的有功功率，而无需任何其他全局信息，有效解决了现有分布式经济调度算法需获取系统功率差额或总负荷等全局信息的难题。

以最小化发电成本为电力系统经济调度目标，发电成本函数是发电功率的二次函数。将外部电网看成是一个虚拟发电机，成本函数也用二次函数表示，但令其输出功率恒为零。将各发电机组微增成本作为一致性变量，利用分布式一致性算法使各发电机微增成本收敛到一致值，从而得到经济调度的最优解。本发明中虽然虚拟发电机组不出力，但可从电力系统公共耦合点(PCC)实时获取系统功率差额信息，使得算法能够在满足功率平衡的前提下收敛。

本发明具体采用如下技术方案：

一种配电网实时分布式经济调度方法，其特征在于，包括：