基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，属于电力系统技术领域。包括以最小化污染气体排放和化石燃料成本为目标，构建考虑多重约束条件的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型；根据目标和多重约束条件，构建数据驱动代理模型对多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行转化，通过多目标蚁狮算法对转化后的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行求解；根据求解的结果，获取全局最优解。同时提高优化算法的收敛速度和准确性并且尽可能减少操作时间，解决了多区域电力系统经济排放调度问题的维度升高，从而占据大量计算资源和耗费大量计算时间的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法及系统


[0001]本申请涉及电力系统
，特别是涉及基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的
技术介绍
，并不必然构成现有技术。
[0003]随着电力系统的扩张和负荷中心的分散，建立多个负荷中心互联的多区域电力系统对电力系统安全稳定运行至关重要。许多国家赋予电力工业的经营行为更多自主权利,并且这种情况有效的助力于经济运行和减少排放。基于以上两个因素,多区域电力系统经济调度可以为电力系统提供更高的稳定性和经济性。作为污染气体排放最多的电力行业，如何在保障供电质量不受影响的前提下，兼顾环境与经济效益是非常值得研究的重大技术难题，也是促进电力企业节能减排的关键内容。目前该问题已经得到了初步研究，其主要研究思路是：(1)同时考虑火电机组的发电成本和污染气体排放问题，(2)考虑多区域发电、调度过程中不同约束条件，(3)在满足调度时间要求的基础上选择合适的算法进行分析求解。
[0004]但是，由于电网规模的扩张和负荷中心的分散化，必定导致多区域电力系统经济排放调度问题的维度升高，从而占据大量计算资源和耗费大量计算时间。
[0005]因此，如何使优化调度策略更符合多区域电力系统经济排放调度问题，即同时提高优化算法的收敛速度和准确性并且尽可能减少操作时间，是本领域技术人员目前需要迫切解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术的不足，本申请提供了基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，针对任意多区域电网拓扑，在确定结构参数之后，以同时最小化发电成本和最小化环境污染为目标，考虑实际电网运行潮流，同时提高优化算法的收敛速度和准确性并且尽可能减少操作时间。
[0007]第一方面，本申请提供了基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法；
[0008]基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法，包括：
[0009]以最小化污染气体排放和化石燃料成本为目标，构建考虑多重约束条件的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型；
[0010]根据目标和多重约束条件，构建数据驱动代理模型对多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行转化，通过多目标蚁狮算法对转化后的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行求解；
[0011]根据求解的结果，获取全局最优解作为当前时段电力系统每个区域优化调度的决策依据。
[0012]进一步的，多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型表示为：
[0013]Minimize
ꢀꢀꢀꢀꢀ
[F(P),E(P)],
[0014]Subject to:g
i
(P)＝0,i＝1,
…
,M1，
[0015]h
j
(P)≤0,j＝1,
…
,M2,
[0016]其中，F(P)为化石燃料成本的优化目标函数，E(P)为污染气体排放的优化目标函数，g
i
(P)为涉及的不等式约束，h
j
(P)为涉及的等式约束。
[0017]进一步的，多重约束条件包括发电机有功上下限约束、功率平衡约束、节点电压幅值约束、线路潮流约束、传输线安全约束、区域热备用转移约束和线路损耗约束。
[0018]优选的，发电机有功上下限约束表示为：
[0019][0020]功率平衡约束表示为：
[0021][0022]节点电压幅值约束表示为：
[0023][0024]线路潮流约束表示为：
[0025][0026]传输线安全约束表示为：
[0027][0028]区域热备用转移约束表示为：
[0029][0030]线路损耗约束表示为：
[0031][0032]进一步的，所述构建数据驱动代理模型对多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行转化的具体步骤包括：
[0033]根据多重约束条件，求解出若干个满足约束条件的可行解；根据可行解和多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型，计算可行解对应的优化目标值；
[0034]根据可行解及对应的优化目标值，构建数据驱动代理模型以代替多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型。
[0035]进一步的，所述通过多目标蚁狮算法对转化后的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行求解的具体步骤包括：
[0036]初始化蚂蚁种群和蚁狮种群，随机初始化每个区域每台发电机的发电量；
[0037]将蚂蚁种群和蚁狮种群赋值为对应的随机初始化的每个区域每台发电机的发电量，求解每个优化目标的非支配解；
[0038]遍历种群中的所有个体，根据个体寻优结果，计算非支配解；其中，遍历种群中的
所有个体时，执行单维度保留策略操作更新蚂蚁种群；根据初始化值，对非支配解进行排序。
[0039]进一步的，所述执行单维度保留策略操作更新蚂蚁种群的具体步骤包括：
[0040]根据优化目标的适应度值，将蚂蚁种群分为四部分；
[0041]找到种群中优化目标的最小适应度值，对于四部分蚂蚁种群分别执行位置移动操作，获取中间位置变量；
[0042]根据中间位置变量，获取新的种群位置；
[0043]执行单维度最优保留策略，针对每一个粒子的每一个维度，判断是否更新该离子的维度。
[0044]进一步的，所述根据求解的结果，获取全局最优解的具体步骤包括：
[0045]针对污染气体排放和化石燃料成本的优化目标函数，通过隶属度函数，计算其非支配解对应的隶属度函数值；
[0046]对隶属度函数值进行正则化处理并求解，获取全局最优解。
[0047]第二方面，本申请提供了基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度系统；
[0048]基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度系统，包括：
[0049]模型构建模块，被配置为：以最小化污染气体排放和化石燃料成本为目标，构建考虑多重约束条件的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型；
[0050]求解模块，被配置为：根据目标和约束条件，构建数据驱动代理模型对多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行转化，通过多目标蚁狮算法对转化后的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行求解；
[0051]决策模块，被配置为：根据求解的结果，获取全局最优解作为当前时段电力系统每个区域优化调度的决策依据。
[0052]第三方面，本申请提供了一种电子设备；
[0053]一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法的步骤。
[0054]第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质；
[0055]一种计算机可读存储介质，用于存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法，其特征是，包括：以最小化污染气体排放和化石燃料成本为目标，构建考虑多重约束条件的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型；根据目标和多重约束条件，构建数据驱动代理模型对多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行转化，通过多目标蚁狮算法对转化后的多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行求解；根据求解的结果，获取全局最优解作为当前时段电力系统每个区域优化调度的决策依据。2.如权利要求1所述的基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法，其特征是，多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型表示为：Minimize[(),E(P)],Subject to:
i
(P)＝0,＝1,
…
,1，h
j
()≤0,j＝1,
…
,M2,其中，F(P)为化石燃料成本的优化目标函数，E(P)为污染气体排放的优化目标函数，g
i
(P)为涉及的不等式约束，h
j
()为涉及的等式约束。3.如权利要求1所述的基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法，其特征是，多重约束条件包括发电机有功上下限约束、功率平衡约束、节点电压幅值约束、线路潮流约束、传输线安全约束、区域热备用转移约束和线路损耗约束；进一步的，发电机有功上下限约束表示为：功率平衡约束表示为：节点电压幅值约束表示为：V
imin
≤V
i
≤V
imax
,＝1,
…
,
bus
线路潮流约束表示为：传输线安全约束表示为：区域热备用转移约束表示为：线路损耗约束表示为：
4.如权利要求1所述的基于数据驱动的多区域电力系统经济环境调度方法，其特征是，所述构建数据驱动代理模型对多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型进行转化的具体步骤包括：根据多重约束条件，求解出若干个满足约束条件的可行解；根据可行解和多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型，计算可行解对应的优化目标值；根据可行解及对应的优化目标值，构建数据驱动代理模型以代替多区域电力系统经济环境调度多目标优化模型。5.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：庹祖雄，姚蕾，李家俊，杨怀，张华，张军，田远松，卢志超，谢田，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司恩施供电公司，
类型：发明
国别省市：