基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方法技术方案

本发明专利技术提出了一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方法，通过设计有限时间平均一致性算法，在发电机满足一定运行约束的前提下，得到最优增量成本和优化发电功率，在有限时间内解决电力系统的经济调度问题，实现每台发电机的增量成本趋于一致。本发明专利技术的方法使得电力系统的经济调度问题能够在有限的时间内得到解决，降低通信成本，满足未来智能电网快速调度的要求，适用性更加广泛。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统经济调度
，尤其是一种基于有限时间平均一致性算 法的电力系统经济调度方法。
技术介绍
新兴的智能电网架构有助于进一步探讨配电系统中的一些基本挑战，比如经济调 度巧D)。经济调度是指发电机组在运行成本最低并且满足发电机的功率约束条件下把总 的需求功率分配给各个发电机组。传统的解决方法包括A迭代法和梯度捜索法，运两种方 法主要用于解决当成本函数为凸函数时的情况。另外一些更复杂的方法用来解决成本函数 为非凸函数时的情况，包括遗传算法（GA),粒子群算法（PSO)还有最新改进的粒子群算法 (IPSO)。通过运些方法使经济调度的性能和应用都得到了改善，现在传统的集中式框架电 网正在向分布式的智能电网转变，同样，在相应的决策和网络领域也发生了同样的转变。中 屯、控制器通常需要高带宽的通信设施来收集整个系统的信息，另外还需要一个很高的连通 度，因此当一个故障点出现时，就会出现稳定性问题。而且，未来电网和通信网络的拓扑结 构都是可变的，运就使得集中式控制的效率变的很低。显然，传统的集中式优化调度策略很 难满足未来电网对经济调度提出的新要求。因此，研究一种新的分布式算法具有重要意义。 在分布式优化算法中，一个基本的问题就是需要所有的节点都能达到一致 (Consensus)，即多智能体系统中的一致性。多智能体系统的一致性算法能够应用于电力系 统并实现其分布式优化运行。将发电机建模为智能体（Agent)，进一步将电力系统建模为多 智能体系统，发电机（智能体）通过局部通信网络与其他智能体进行信息交互，实现整个电 力系统（多智能系统）的协调优化运行。近几年，分布式优化已经应用在电力系统中。然 而大多数分布式算法在运行过程中，需要长时间的迭代计算才能得到最优值，实际应用中， 由于可能会出现连续变化的负荷或发电机，实现快速经济调度很有必要，同时运也是未来 智能电网的发展需求，因此，研究一种解决快速调度的分布式算法十分必要。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种基于有限时间平均一致性算法的电力系 统经济调度方法，在发电机满足一定运行约束的前提下，降低通信成本的同时解决电力系 统快速调度的问题。 实现本专利技术目的的技术解决方案为： -种，运用有限时间平均 一致性算法，实现增量成本的一致，该方法的具体步骤为：步骤1 :输入系统参数，包括参数曰1、参数bi、参数Ci、最大功率限制/?,胃、最小 功率限制胃，并对变量Qi, . . .，q。、QiXi(0)，. . .，q"x。(0)赋予初值，进行初始化操作，其 中，曰1、bi、Ci均为正的常量，i= 1，2, 3. . .，n，q1，. . .，q。表示每台发电机的发电需求量， 9而(0)，. . .，q"x"(0)表示每台发电机承担的负荷需求成本，n代表发电机个数；[000引步骤2 :运用有限时间平均一致性算法，计算得到变量Qi，. . .，q。、QiXi(0)，. . .，q"x。(0)的平均一致性值qx%所述有限时间平均一致性算法是在总负荷需 求变化导致发电机成本改变的情况下，使变量Qi, . . .，q。和qA(0)，. . .，q"x。(0)分别在有 限步内达到平均一致性值，W得到最优增量成本和优化发电功率； 步骤3 :根据步骤2得到的平均一致性值巧Pqx%计算每台发电机的增量成本 入*; 步骤4 :计算每台发电机的输出功率IV; 步骤5 :判断每台发电机的输出功率是否符合最大功率限制和最小功率限制 的要求，如果超出最大功率限制和最小功率限制的要求，则跳转到步骤6,否则结束，输出增 量成本入％[001引 步骤6:令 其中，S康示第i台发电机的输出功率超出功率限制的功率；[001引当磅 > 吃,，】化或巧 < 戶侃,皿时，令屯=0，qiXi(0) = 0 ; 步骤7 :运用有限时间平均一致性算法，计算得到变量Qi，. . .，q。、 9而（0)，. ..，QnXn(0)、Si, . . .，Sn的平均一致性值q*、qx*、S*; 步骤8 :根据步骤7得到的平均一致性值s%计算每台发电机的增量成本 入％跳转到步骤4。 进一步的，本专利技术的一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方 法，其特征在于，所述步骤1中的变量Qi, . . .，q。、QiXi(0)，. . .，q"x。(0)的初始值为： 其中Pd表示总负荷需求。 进一步的，本专利技术的一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方 法，其特征在于，平均一致性值Cf和qx"^勺计算方法为： 其中，i= 1，2, 3. . .，n，n代表发电机个数。进一步的，本专利技术的一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方 法，其特征在于，在有限时间平均一致性算法下，所述步骤3中每台发电机的增量成本为： 进一步的，本专利技术的一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方 法，其特征在于，所述步骤4中每台发电机的输出功率为： Pw*=(A*-bi)/(2Ci)。 进一步的，本专利技术的一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方 法，其特征在于，所述步骤7中平均一致性值3*^的计算方法为： 进一步的，本专利技术的一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方 法，其特征在于，所述步骤8中每台发电机的增量成本为： 本专利技术采用W上技术方案与现有技术相比，具有W下技术效果： 1、本专利技术创造性的提出了一种有限时间平均一致性算法来解决电力系统中分布 式经济调度问题，使得该经济调度问题能够在有限的时间内得到解决，满足未来智能电网 快速调度的要求，适用性更加广泛； 2、本专利技术通过分布式控制的方式，仅通过电力元件之间的局部信息交互来传递全 局经济调度信息，能够在减小通信成本的情况下解决电力系统的经济调度问题。 3、本专利技术的方法能够提高电力系统的鲁棒性，更适合解决拓扑结构变化和能够适 应即插即用的情况。【附图说明】 图1是本专利技术的IE邸39节点标准电力网络； 图2是本专利技术的通信拓扑图； 图3中：(a)为10台发电机系统的Qi随时间变化的曲线图，化）为10台发电机系 统的QiXi随时间变化的曲线图； 图4中：(a)为10台发电机系统的增量成本随时间变化的曲线图，化）为10台发 电机系统的发电机功率随时间变化的曲线图，（C)为10台发电机系统的发电机总功率随时 间变化的曲线图； 图5中：(a)为10台发电机系统考虑约束后的(11随时间变化的曲线图，化）为10 台发电机系统考虑约束后的CliXi随时间变化的曲线图，（C)为10台发电机系统考虑约束后 的Si随时间变化的曲线图； 图6中：(a)为10台发电机系统考虑约束后的增量成本随时间变化的曲线图，化） 为10台发电机系统考虑约束后的发电机功率随时间变化的曲线图，（C)为10台发电机系 统考虑约束后的发电机总功率随时间变化的曲线图； 图7是本专利技术方法的流程不意图；【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。 如图7所示，本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于有限时间平均一致性算法的电力系统经济调度方法，其特征在于，运用有限时间平均一致性算法，实现增量成本的一致，该方法的具体步骤为：步骤1：输入系统参数，包括参数ai、参数bi、参数ci、最大功率限制PGi max、最小功率限制PGi min，并对变量q1,...,qn、q1x1(0),...,qnxn(0)赋予初值，进行初始化操作，其中，ai、bi、ci均为正的常量，i＝1,2,3...,n，q1,...,qn表示每台发电机的发电需求量，q1x1(0),...,qnxn(0)表示每台发电机承担的负荷需求成本，n代表发电机个数；步骤2：运用有限时间平均一致性算法，计算得到变量q1,...,qn、q1x1(0),...,qnxn(0)的平均一致性值q*、qx*，所述有限时间平均一致性算法是在总负荷需求变化导致发电机成本改变的情况下，使变量q1,...,qn和q1x1(0),...,qnxn(0)分别在有限步内达到平均一致性值，以得到最优增量成本和优化发电功率；步骤3：根据步骤2得到的平均一致性值q*和qx*，计算每台发电机的增量成本λ*；步骤4：计算每台发电机的输出功率PGi*；步骤5：判断每台发电机的输出功率PGi*是否符合最大功率限制和最小功率限制的要求，如果超出最大功率限制和最小功率限制的要求，则跳转到步骤6，否则结束，输出增量成本λ*；步骤6：令Si=PGi*-PGimaxPGi*>PGimaxPGi*-PGiminPGi*<PGimin0PGimin<PGi*<PGimax]]>其中，Si表示第i台发电机的输出功率超出功率限制的功率；当或时，令qi＝0，qixi(0)＝0；步骤7：运用有限时间平均一致性算法，计算得到变量q1,...,qn、q1x1(0),...,qnxn(0)、s1,...,sn的平均一致性值q*、qx*、s*；步骤8：根据步骤7得到的平均一致性值q*、qx*和s*，计算每台发电机的增量成本λ*，跳转到步骤4。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳东，赵善驰，吴英俊，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32