[发明专利]一种电力系统负荷分配优化方法

说明书

本发明涉及一种电力系统负荷分配优化方法，其技术特点是：步骤1、建立电力负荷分配动态模型；步骤2、根据电力系统运行要求建立发电机组正常运行约束条件；步骤3、采用改进型樽海鞘群算法对电力负荷分配进行优化。本发明能够有效解决功率平衡约束、火力发电机输出功率约束、风力发电机组输出功率约束、斜坡率约束、禁止操作区域约束等多种约束条件下电力负荷分配的问题，采用改进型樽海鞘群算法，使得自适应能力、局部寻优能力和全局寻优能力得到提高，其收敛速度更快，得到最优解质量更好，解决了在多种约束条件下解决非线性、非凸、不连续、不可微的优化问题，为电力负荷分配优化提供有效解决方案。

技术领域

本发明属于电力自动化控制技术领域，尤其是一种电力系统负荷分配优化方法。

背景技术

电力系统负荷分配优化方法是指在满足各种等式约束条件和不等式约束条件的前提下，实现系统中各发电机组的最优调度功能，使电力系统的燃料成本最小化，提高能源利用率、降低发电成本。

随着全球经济的快速增长，人们在生产和生活中对电力的需求急剧增加。如何根据负荷的变化及时调整电力供应，提高发电机组的发电效率，提高电力系统的经济性，一直是电力系统运行规划中的一个重要课题。然而，传统火力发电会排放出大量有害气体，造成大规模的环境污染，导致当地出现酸雨、雾霾等恶劣天气。为了响应国家可持续发展号召，尽量减少化石燃料使用和提高燃料利用率，电力负荷分配问题已经成为当前亟需解决的问题。且风电等分布式电源接入电力系统使整个电力系统结构更加复杂化，仅考虑火力发电机组的传统负荷调度方法已经不能够满足现代电力系统的负荷经济调度需求。

电力系统负荷分配问题是电力系统运行中的重要优化问题。由于现代电力系统承载的负荷量越来越大，情况愈加复杂，且在调度过程中，发电机组的输出功率会随着负荷的变化而变化，因此负荷调度方案必须足够灵活，同时满足发电机组的功率平衡约束、斜坡率约束、输出功率约束、禁止操作区域约束等诸多等式及不等式约束，才能够保证发电机组安全可靠运行。为此可以把电力负荷分配问题看作一种多约束的优化问题，在优化过程中需保证各发电机组满足相应的约束条件，以系统的发电成本最小化为目标函数进行系统的负荷经济调度。

电力系统负荷分配问题是一个多维、非凸、不连续、不可微的多约束问题。目前，解决电力负荷分配问题的方法主要有两种：一种是传统的数学优化方法，另一种是采用元启发式算法。传统的优化方法通过简化目标函数和优化条件，采用各种数学分析方法如二次规划法、迭代法、梯度法等进行求解。然而，数学方法对初值的要求较高，运算量大，这些因素导致其所求得的解有较大误差。并且在实际工作中，机组出力随负荷变化的过程中要满足斜坡率约束和禁止操作区域约束等，这些动态约束会导致数学方法获得的结果精度很差。在过去的几年中，很多元启发式被开发出来，例如粒子群算法、遗传算法、模拟退火算法等。这些人工智能算法在求解优化问题时，求解速度快，对目标函数的维度、初值要求较低，能够很好的求解多维、非凸、不连续、不可微的优化问题。然而，这些智能算法的搜索方式比较随机，收敛性能不佳，使其在求解优化问题时容易出现早熟和收敛于局部最优解的现象，需要进行改进和优化才能用于多约束条件下的电力负荷分配优化问题。

由于在电力负荷分配时，存在以下约束条件：功率平衡约束、火力发电机输出功率约束、风力发电机组输出功率约束、斜坡率约束、禁止操作区域约束，这些约束共同作用使电力负荷优化问题变成复杂的多约束问题，增加了电力负荷分配的难度。因此，如何有效地电力负荷进行优化分配，以提高发电厂的能源利用率并降低发电成本是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、快速准确且能够提高发电厂能源利用率的电力系统负荷分配优化方法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种电力系统负荷分配优化方法，包括以下步骤：

步骤1、建立电力负荷分配动态模型；