一种分布式经济调度优化控制方法技术

本发明专利技术涉及一种分布式经济调度优化控制方法，包括以下步骤：建立与发电量有关的经济调度模型；基于一致性算法，得到各个发电单元在k时刻的基本增量成本；在基本增量成本基础上添加与频率有关的目标吸引项，得到各个发电单元在k时刻的增量成本；使各个发电单元在k时刻的增量成本趋近增量成本最优值，得到各个发电单元在k时刻的发电量；各个发电单元在k时刻的发电量通过PI控制器优化经济调度模型，实现经济调度优化控制。与现有技术相比，可以充分满足平衡约束条件并且实时调整。

A distributed economic scheduling optimization control method

【技术实现步骤摘要】
一种分布式经济调度优化控制方法
本专利技术涉及分布式能源并网
，尤其是涉及一种分布式经济调度优化控制方法。
技术介绍
经济调度(Economicdispatch，ED)的本质是一个优化问题，目的是在满足每个发电单元的供需平衡和输出约束的条件下使总发电成本最小化。目前已经提出了很多集中算法，包括lambda迭代法、梯度搜索法、内点算法、牛顿方法等等。随着可再生能源，智能电网和微电网的发展，越来越多的分布式电源(DistributedGenerator，DG)连接到电力系统中，对分布式算法的研究也越来越多，包括基于图论一致性的分布式最优经济调度方法，考虑通信延迟的分布式调度方法等等。但一般分布式经济调度控制方法考虑到约束条件时超出发电约束范围部分收敛性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种分布式经济调度优化控制方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种分布式经济调度优化控制方法，该方法包括以下步骤：步骤S1：建立与发电量有关的经济调度模型；步骤S2：基于一致性算法，得到各个发电单元在k时刻的基本增量成本；步骤S3：在基本增量成本基础上添加与频率有关的目标吸引项，得到各个发电单元在k时刻的增量成本；步骤S4：使各个发电单元在k时刻的增量成本趋近增量成本最优值，得到各个发电单元在k时刻的发电量；步骤S5：各个发电单元在k时刻的发电量通过PI控制器优化经济调度模型，实现经济调度优化控制。所述经济调度模型的成本函数F为：经济调度模型的约束条件为：其中，PD为总发电量，Pi为发电单元i的发电量，为发电单元i的最大发电量，为发电单元i的最小发电量，Fi(Pi)表示为：其中，αi、βi和γi为发电单元i的成本函数系数。所述各个发电单元在k时刻的发电量为：其中，为发电单元i的最大发电量，为发电单元i的最小发电量，为发电单元i在k时刻的发电量，为发电单元i在k时刻的增量成本。所述为：其中，i、j分别表示发电单元i和发电单元j，τ是两次更新迭代之间的时间间隔，wij为发电单元i和发电单元j之间通信链路的权重系数，为目标吸引项。所述目标吸引项中：g为方式选择位，各个发电单元均无故障时g为1，否则g为0；其中ΔPi(k)为发电单元i在k时刻的发电量变化值，γi为发电单元i的成本函数系数。所述发电单元i在k时刻的发电量变化值为：其中，为比例增益，为积分增益，Δf(k)为k时刻的频率。所述的增量成本最优值为：其中，PD为总发电量，βi和γi为发电单元i的成本函数系数。所述各个发电单元在k时刻的基本增量成本为：其中，i、j分别表示发电单元i和发电单元j，τ是两次更新迭代之间的时间间隔，wij为发电单元i和发电单元j之间通信链路的权重系数，λi(k)为发电单元i在k时刻的基本增量成本。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)在基本增量成本基础上添加与频率有关的目标吸引项，通过点对点频率控制的方式可以充分满足平衡约束条件并且实时调整，从而解决超出发电约束范围部分收敛性较差的问题。(2)目标吸引项包括方式选择位，充分考虑了通信延迟和通信故障情况下一致性算法的有效性，避免了通信故障的影响，可以做到完全分布，通用性好。附图说明图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术的结构原理图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例本实施例提供一种分布式经济调度优化控制方法，如图1所示，包括以下步骤：步骤S1：建立与发电量有关的经济调度模型；步骤S2：基于一致性算法，得到各个发电单元在k时刻的基本增量成本；步骤S3：在基本增量成本基础上添加与频率有关的目标吸引项，得到各个发电单元在k时刻的增量成本；步骤S4：使各个发电单元在k时刻的增量成本趋近增量成本最优值，得到各个发电单元在k时刻的发电量；步骤S5：各个发电单元在k时刻的发电量通过PI控制器优化经济调度模型，实现经济调度优化控制。具体描述如下：1、假设微电网有n个发电单元，且总发电量为PD，发电单元的成本函数可统一简化为二次函数的形式：其中，αi，βi，γi是发电单元i的成本函数系数，Pi是发电单元i的发电量。ED问题的目标是为每个发电单元合理安排发电量，使整个电力系统在最有效的条件下运行，ED问题是一个优化问题，对其进行建模，得到经济调度模型为：Minimizes.t.其中，为发电单元i的最大发电量，为发电单元i的最小发电量。2、对发电单元的成本函数进行求导，引入拉格朗日乘数，并定义为每个发电单元的增量成本，即：在无发电容量约束的条件下，增量成本最优值可以表示为：发电单元的成本函数系数和总发电量都已知。经济调度模型的成本函数的解可以写为：其中是k时刻ED问题的解。3、首先引入基本一致性算法的离散时间更新公式，得到各个发电单元在k时刻的基本增量成本：其中，i、j分别表示发电单元i和发电单元j，τ是两次更新迭代之间的时间间隔，wij为发电单元i和发电单元j之间通信链路的权重系数，λi(k)为发电单元i在k时刻的基本增量成本。4、在基本一致性算法的基础上，加入目标吸引项，即：其中，为发电单元i在k时刻的增量成本，为目标吸引项，g为方式选择位，各个发电单元均无故障时g为1，否则g为0，ΔPi(k)为发电单元i在k时刻的发电量变化值，为比例增益，为积分增益，Δf(k)为k时刻的频率。当微电网中各个发电单元内部无故障发生时，每个分布式发电单元都可计算出此时g＝1；当微电网中有个别发电单元故障时，无法测量此时g＝0，此时故障的发电单元就要跟随正常运行的发电单元，从而达成一致性。5、通过改进的一致性算法的离散时间更新公式，令迭代至λ*，即令每个发电单元的增量成本都趋于增量成本最优值，再将代入目标函数解公式的中，得到各个发电单元的发电量。最后将各个发电单元的发电量通过二级控制运用至改进下垂控制中，即在分布式控制中加入PI控制器，使电力系统达到经济调度优化控制的目的。如图2所示，控制分为三个部分：一是物理层，二是初级控制，三是分布式二级控制，本实施例提出的分布式经济调度优化控制方法在分布式二级控制中有所体现。与传统的分布式二级控制相比较，可以明显看出本实施例控制方法在原来的基础上加入PI控制，通过迭代时间步测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式经济调度优化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤S1：建立与发电量有关的经济调度模型；/n步骤S2：基于一致性算法，得到各个发电单元在k时刻的基本增量成本；/n步骤S3：在基本增量成本基础上添加与频率有关的目标吸引项，得到各个发电单元在k时刻的增量成本；/n步骤S4：使各个发电单元在k时刻的增量成本趋近增量成本最优值，得到各个发电单元在k时刻的发电量；/n步骤S5：各个发电单元在k时刻的发电量通过PI控制器优化经济调度模型，实现经济调度优化控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种分布式经济调度优化控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1：建立与发电量有关的经济调度模型；
步骤S2：基于一致性算法，得到各个发电单元在k时刻的基本增量成本；
步骤S3：在基本增量成本基础上添加与频率有关的目标吸引项，得到各个发电单元在k时刻的增量成本；
步骤S4：使各个发电单元在k时刻的增量成本趋近增量成本最优值，得到各个发电单元在k时刻的发电量；
步骤S5：各个发电单元在k时刻的发电量通过PI控制器优化经济调度模型，实现经济调度优化控制。


2.根据权利要求1所述的一种分布式经济调度优化控制方法，其特征在于，所述经济调度模型的成本函数F为：



经济调度模型的约束条件为：






其中，PD为总发电量，Pi为发电单元i的发电量，为发电单元i的最大发电量，为发电单元i的最小发电量，Fi(Pi)表示为：



其中，αi、βi和γi为发电单元i的成本函数系数。


3.根据权利要求1所述的一种分布式经济调度优化控制方法，其特征在于，所述各个发电单元在k时刻的发电量为：



其中，为发电单元i的最大发电量，为发电单元i的最小发电量，为发电单元i在k时刻的发电量，为发电单元i在k时刻的增量成本。


4.根据权利要求3所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：马婧涵，文传博，张超，张泽正，王珏飞，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31