一种多区域分解协调优化调度方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多区域分解协调优化调度方法、装置及存储介质，方法包括：根据各个子区域的约束条件和目标函数，对各个相邻的子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个子区域的第一增广拉格朗日函数，根据第一增广拉格朗日函数，使用AMMD算法计算出各个子区域的第一联络线潮流；其中，各个子区域由整体区域电力系统分解；将各个子区域的联络线潮流作为初始值代入对应的各个相邻子区域的耦合关系式，求解各个子区域的机组组合；根据各个子区域的联络线潮流和机组组合，使用ADMM算法计算出各个子区域的第二联络线潮流，根据各个子区域的机组组合和第二联络线潮流，对整体区域电力系统进行电力系统经济调度。区域电力系统进行电力系统经济调度。区域电力系统进行电力系统经济调度。

【技术实现步骤摘要】
一种多区域分解协调优化调度方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及电力系统经济调度
，尤其涉及一种多区域分解协调优化调度方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]电力系统经济调度旨在满足各个用户节点的负荷需求以及线路网络安全的基础上，合理的安排每天每时刻的机组发电计划，以实现发电输电总成本最小的目的。我国当前的电力系统经济调度问题是一个规模巨大、非常复杂的系统性难题。从资源分布角度来看，由于我国煤炭资源、石油及天然气资源和新能源在配电过程中会出现大规模北电南用、西电东输的情况；从电网复杂性的角度来看，随着特高压交直流线路在各省各地区的互联互通，各级电网之间的耦合性不断加深，联系愈发紧密，给电力的经济调度进一步降低发电输电成本提供了新的探索空间；从电网规模的角度来看，发电用电节点与电网线路的数学模型十分巨大的，这使得直接求解经济调度变得无比困难。
[0003]目前，对于各个省市的电力系统经济调度，往往采用集中建模直接求解的思想。由省市电力调度中心收集相应信息，对于各个用电节点一天内多个时段的负荷进行需求预测，之后根据电网结构、机组状态、节点信息等建立数学模型，在发电前一天基于数学模型调用求解器计算出当天的多时段发电计划，称之为日前发电计划。再根据模型求解结果，确定哪些机组在哪些时刻发多少电，以及每一条线路在每个时刻的传输电量以及方向。电力系统调度的集中式求解模型存在模型规模大，模型求解时间过长；模型数据量大，数据管理与维护困难；集中式求解模型未考虑区域差异的技术问题。

技术实现思路
r/>[0004]本专利技术提供了一种多区域分解协调优化调度方法、装置及存储介质，以实现将整体区域电力系统进行了多区域分解协调，减少求解整体电力系统的电力系统经济调度方案的时间，提高了整体区域的经济调度的稳定性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种多区域分解协调优化调度方法，包括根据各个子区域的约束条件和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数，根据所述第一增广拉格朗日函数，使用AMMD算法计算出各个所述子区域的第一联络线潮流；其中，各个所述子区域由整体区域电力系统分解；
[0006]将所述各个所述子区域的联络线潮流作为初始值代入对应的各个所述相邻子区域的耦合关系式，分别求解各个所述子区域的机组组合；
[0007]根据各个所述子区域的所述机组组合和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第二增广拉格朗日函数，根据所述第二增广拉格朗日函数，使用ADMM算法计算出各个所述子区域的第二联络线潮流，根据各个所述子区域的所述机组组合和所述第二联络线潮流，对所述整体区域电
力系统进行电力系统经济调度。
[0008]作为优选方案，本专利技术使用将整个区域电力系统分成多个小规模区域，在各个小区域使用ADMM算法对联络线潮流进行独立并行求解，再利用联络线交换区域之间的信息与数据，再根据各个子区域求解出的联络线潮流求解出各个所述子区域的机组组合，根据机组组合对整体联络线进行功率平衡与调整，实现整体的电力系统经济调度。各个子区域之间只需要通过联络线交换功率、相角等电力信息，各个子区域可以独立求解，这种方式减少了整体求解电力系统经济调度方案的时间，并且考虑到了各个子区域的个体性差异，各个子区域可以独立管理并维护自己区域内部的信息，减轻了电力调度中心的工作量，并且提高了整体区域的经济调度的稳定性。
[0009]作为优选方案，各个所述子区域由整体区域电力系统分解，具体为：
[0010]通过等值联络线的传输方式，将整体区域电力系统分解成至少两个子区域，将相邻子区域间的边界连接处的联络线传输功率作为共享变量，计算各个所述相邻子区域间的耦合关系式；
[0011]用下式表示A区域和B区域之间的耦合关系式：
[0012]T
A
+T
B
＝0；
[0013]式中，T
A
、T
B
分别为A区域相对于B区域边界联络线传输功率、B区域相对于A区域的边界联络线传输功率，所述A区域和所述B区域为相邻的两个子区域；
[0014]以每个子区域的系统发电总成本最小构建对应每个子区域的目标函数；
[0015]所述目标函数为：
[0016][0017][0018][0019][0020][0021]式中，T为时段总数；N
G
为机组总数；C
g,t
(P
g,t
)、为机组g在时段t的运行成本和启动成本，其中C
g,t
(P
g,t
)为与机组出力相关的多段线性函数；P
g,t
为机组g在时段t的出力；N
M
为机组报价总段数；P
g,t,m
为机组g在时段t的第m个出力区间中的中标电力；分别为机组g在第m个出力区间的最大值和最小值；c
g,t,m
为机组g在时段t申报的第m个出力区间对应的单位发电成本；为机组g的启动成本；η
g,t
表示机组g在时段t是否切换至启动状态。
[0022]作为优选方案，本专利技术使用等值联络线法，使用联络线相互连接，将区域间边界连接处的联络线功率作为共享变量，将整个区域分成多个小规模区域，各个子区域独立求解，独立管理并维护自己区域内部的信息，考虑到了各个子区域的个体性差异，减轻了电力调
度中心的工作量。
[0023]作为优选方案，根据各个子区域的约束条件和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数，根据所述第一增广拉格朗日函数，使用AMMD算法计算出各个所述子区域的第一联络线潮流，具体为：
[0024]根据各个子区域的约束条件，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，代入各个所述子区域的目标函数，获得各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数，根据第一迭代公式，对各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数进行迭代，当第一原始残差和第一偶残差在迭代过程中均收敛时，输出各个所述子区域的第一联络线潮流；
[0025]用下式表示A区域和B区域的第一增广拉格朗日函数：
[0026][0027][0028][0029]式中，分别为A区域和B区域的第一增广拉格朗日函数；T为时段总数；分别为A区域和B区域的机组总数；分别为A区域和B区域的机组g在时段t的运行成本和启动成本，其中，分别为A区域和B区域的与机组出力相关的多段线性函数；为A区域相对于B区域之间且A流向B的联络线集合；为B区域相对于A区域之间且B流向A的联络线集合；所述A区域和所述B区域为相邻的两个子区域；分别为A区域和B区域的联络线m在时段t的有功潮流,ρ>0是二次罚项的系数。
[0030]所述第一迭代公式为：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多区域分解协调优化调度方法，其特征在于，包括：根据各个子区域的约束条件和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数，根据所述第一增广拉格朗日函数，使用AMMD算法计算出各个所述子区域的第一联络线潮流；其中，各个所述子区域由整体区域电力系统分解；将所述各个所述子区域的联络线潮流作为初始值代入对应的各个所述相邻子区域的耦合关系式，分别求解各个所述子区域的机组组合；根据各个所述子区域的所述机组组合和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第二增广拉格朗日函数，根据所述第二增广拉格朗日函数，使用ADMM算法计算出各个所述子区域的第二联络线潮流，根据各个所述子区域的所述机组组合和所述第二联络线潮流，对所述整体区域电力系统进行电力系统经济调度。2.如权利要求1所述的一种多区域分解协调优化调度方法，其特征在于，所述各个所述子区域由整体区域电力系统分解，具体为：通过等值联络线的传输方式，将整体区域电力系统分解成至少两个子区域，将相邻子区域间的边界连接处的联络线传输功率作为共享变量，计算各个所述相邻子区域间的耦合关系式；用下式表示A区域和B区域之间的耦合关系式：T
A
+T
B
＝0；式中，T
A
、T
B
分别为A区域相对于B区域边界联络线传输功率、B区域相对于A区域的边界联络线传输功率，所述A区域和所述B区域为相邻的两个子区域；以每个子区域的系统发电总成本最小构建对应每个子区域的目标函数；所述目标函数为：所述目标函数为：所述目标函数为：所述目标函数为：所述目标函数为：式中，T为时段总数；N
G
为机组总数；C
g,t
(P
g,t
)、为机组g在时段t的运行成本和启动成本，其中C
g,t
(P
g,t
)为与机组出力相关的多段线性函数；P
g,t
为机组g在时段t的出力；N
M
为机组报价总段数；P
g,t,m
为机组g在时段t的第m个出力区间中的中标电力；分别为机组g在第m个出力区间的最大值和最小值；c
g,t,m
为机组g在时段t申报的第m个出力区间对应的单位发电成本；为机组g的启动成本；η
g,t
表示机组g在时段t是否切换至启动状态。
3.如权利要求1所述的一种多区域分解协调优化调度方法，其特征在于，所述根据各个子区域的约束条件和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数，根据所述第一增广拉格朗日函数，使用AMMD算法计算出各个所述子区域的第一联络线潮流，具体为：根据各个子区域的约束条件，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，代入各个所述子区域的目标函数，获得各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数，根据第一迭代公式，对各个所述子区域的第一增广拉格朗日函数进行迭代，当第一原始残差和第一偶残差在迭代过程中均收敛时，输出各个所述子区域的第一联络线潮流；用下式表示A区域和B区域的第一增广拉格朗日函数：用下式表示A区域和B区域的第一增广拉格朗日函数：用下式表示A区域和B区域的第一增广拉格朗日函数：式中，分别为A区域和B区域的第一增广拉格朗日函数；T为时段总数；分别为A区域和B区域的机组总数；分别为A区域和B区域的机组g在时段t的运行成本和启动成本，其中，分别为A区域和B区域的与机组出力相关的多段线性函数；为A区域相对于B区域之间且A流向B的联络线集合；为B区域相对于A区域之间且B流向A的联络线集合；所述A区域和所述B区域为相邻的两个子区域；分别为A区域和B区域的联络线m在时段t的有功潮流,ρ>0是二次罚项的系数。所述第一迭代公式为：所述第一迭代公式为：所述第一迭代公式为：所述第一原始残差ε
pri
和对第一偶残差ε
dual
的表达式为：的表达式为：式中，x1、x2、A1、A2、b和ρ为常规增广拉格朗日函数的参数，y是拉格朗日乘子，和y
k
为迭代k次后的常规增广拉格朗日函数的参数，和y
k+1
为迭代(k+1)次后的常规增广拉格朗日函数的参数，τ为步长；
所述常规增广拉格朗日函数为：所述常规增广拉格朗日函数为：4.如权利要求1所述的多区域分解协调优化调度方法，其特征在于，所述根据各个所述子区域的所述机组组合和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第二增广拉格朗日函数，根据所述第二增广拉格朗日函数，使用ADMM算法计算出各个所述子区域的第二联络线潮流，具体为：根据各个子区域的机组组合和各个所述子区域的目标函数，对各个相邻子区域间的耦合关系式进行增广拉格朗日松弛，获得各个所述子区域的第二增广拉格朗日函数，根据第二迭代公式，对各个所述子区域的第二增广拉格朗日函数进行迭代，当第二原始残差和第二偶残差在迭代过程中均收敛时，输出各个所述子区域的第二联络线潮流。5.一种多区域分解协调优化调度装置，其特征在于，包括：多区域分解模块和分解协调优化调度模块；其中，所述多区域分解模块用于根据各个子区域的约束条件和各个...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁泉，王巍，苏寅生，马骞，刘春晓，张蔷，王子强，李豹，李鹏，周鑫，周毓敏，卢明富，姚海成，黄兆棽，卢伟辉，黄韬，苏向阳，陈潇婷，赖晓文，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：