[发明专利]一种基于分布式梯度算法的虚拟电厂经济调度方法

摘要

本发明提出一种基于分布式梯度算法的虚拟电厂经济调度方法，通过分布式调度获取相邻能源的数据信息，结合梯度算法迭代更新，同时满足等式约束和不等式约束，并与主电网进行功率交换，能够减少通信线路的架设和维护成本，且存储量小、操作简单，极大缩减了优化时间，降低通信成本。

主权项

1.一种基于分布式梯度算法的虚拟电厂经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立虚拟电厂调度模型，设置机组i的初始输出功率，并给定机组i的功率平衡约束和功率输出约束，i＝1,...,n，n为机组总数；步骤2：计算机组i的权值矩阵；步骤3：判断机组i当前的输出功率是否超过功率输出的上限或下限，若超过上限或下限，则转到步骤4；若不超过上限或下限，则转到步骤5；步骤4：若机组i当前的输出功率超过预设的功率输出的上限，则将当前的输出功率设置为最大输出功率，同时将机组i从通信网络中脱离，并转到步骤6；若机组i当前的输出功率超过预设的功率输出的下限，则将当前的输出功率设置为最小输出功率，同时将机组i从通信网络中脱离，并转到步骤6；否则，进入步骤5；步骤5：采用分布式梯度算法对机组i的输出功率进行迭代更新；步骤6：计算功率供需误差ΔP；步骤7：判断|ΔP|是否在允许的误差范围ε内，若是，则结束；若否，转到步骤2；步骤1的调度模型中，机组i的成本函数为：其中，n表示分布式能源机组的数量，P_Gi表示机组i的输出功率，C_i(P_Gi)表示机组i在输出功率为P_Gi时所产生的发电成本，a_i、b_i、c_i为成本系数；虚拟电厂的总利润为：其中，P_s表示从主电网流入虚拟电厂的节点功率，节点S表示虚拟电厂连接到主电网的接口节点，如果P_s是负的，则表示功率从虚拟电厂流向主电网；P_Dj表示电力用户j需求的功率，m表示电力用户的数量，θ表示虚拟电厂从主电网处购买电能的价格，β是虚拟电厂向电力用户的售电价格；步骤1中机组i的功率平衡约束为：其中，P_Gi表示机组i的输出功率，P_s表示从主电网流入虚拟电厂的节点功率，P_Dj表示电力用户j需求的功率；步骤1中机组i的功率输出约束为：其中，分别是机组i的最小、最大输出功率；步骤2中的权值矩阵为：其中，n_i[k]表示进行第k次迭代时与机组i有通信连接的机组数量，n_j[k]表示进行第k次迭代时与机组j有通信连接的机组数量，L(i)表示与机组i有通信联系的所有机组j的集合，W_ij表示机组i和与其相连的机组j的通信权值；步骤5中对机组i的输出功率进行迭代更新的公式为：P_Gi[k+1]＝W_ii▽f_i(P_Gi)‑∑_j∈L(i)W_ij▽f_j(P_Gj[k])其中，L(i)表示与机组i有通信联系的所有机组j的集合，W_ii表示机组i自身的权值，W_ij表示机组i和与其相连的机组j的通信权值，▽f_i(P_Gi)表示机组i的利润关于输出功率P_Gi的梯度，▽f_j(P_Gj[k])表示机组j的利润关于输出功率P_Gj[k]的梯度；步骤6中功率供需误差ΔP为：其中，m表示电力用户的数量，P_Dj表示电力用户j需求的功率，n表示分布式能源机组的数量，P_Gi表示机组i的输出功率，P_s表示从主电网流入虚拟电厂的节点功率。