[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

摘要

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。

主权项

1.一种基于双层一致性算法的电力系统多目标优化调度方法，其特征在于，具体包括如下流程：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，Pi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，FC和FE分别为系统发电成本和系统污染气体排放量，fci(Pi)和fei(Pi)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，ai、bi和ci为fci(Pi)的参数，αi、βi、γi、δi和θi为fei(Pi)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：其中，F_T为系统综合期望，为单独考虑系统发电成本的求解最小值，为单独考虑系统污染气体排放量的求解最小值，将各目标函数除以其最小值即对目标函数进行无量纲化处理，ω₁和ω₂分别为F_C和F_E的加权系数，体现决策者对目标函数的偏好程度，具体描述如下：ω1+ω2＝1∩0≤ω1,ω2≤1  (5)步骤1.2：确立电力系统多目标优化调度模型的等式约束条件：其中，△P为系统功率偏差，PD为系统负荷需求，PL为系统传输损耗，其中PL由下式计算得到：其中，Bij为损耗系数矩阵B中第i行j列对应的元素，B0i为损耗系数矩阵B0中的第i项，B00为损耗系数；步骤1.3：确立电力系统多目标优化调度模型的不等式约束条件：其中：和分别为第i个发电机的出力上限和下限；步骤2：寻找上述电力系统优化调度问题最优条件：采用Lagrange函数法分析步骤1中公式(1)和(6)、(2)和(6)、(4)和(6)，上述电力系统优化调度问题转换为如下优化调度问题：其中，LC为单独考虑系统发电成本的Lagrange函数，LE为单独考虑系统污染气体排放量的Lagrange函数，LT为考虑系统综合期望的Lagrange函数，λc、λe和λt分别为LC、LE和LT的Lagrange乘子；考虑线路传输损耗和机组出力约束，将公式(9)、(10)和(11)分别对Pi求偏导数可得使系统目标最优的Kuhn‑Tucher条件如下：其中，pfi为第i个发电机的惩罚因子，由下式计算得到：步骤3：设计双层一致性算法求解优化调度问题，并根据输出最优解采用公式(4)计算系统综合期望最小值。