一种微电网分布式经济调度方法技术

本发明专利技术公开了一种微电网分布式经济调度方法，属于新能源发电领域

【技术实现步骤摘要】
一种微电网分布式经济调度方法


[0001]本专利技术属于新能源发电领域，尤其是一种微电网分布式经济调度方法
。

技术介绍

[0002]微电网也称为微网，是指由分布式电源
、
储能装置
、
能量转换装置
、
负荷
、
监控和保护装置等组成的小型发配电系统
。
与传统电网相比，微电网结合了多种优势，例如更加可靠安全
。
微电网中存在发电机，每台发电机产生不同数量的电力来满足整个负载的需求，经济调度问题就是从这种情况衍生出来的
。
经济调度问题是电力系统中基本的能源管理问题之一，它对所有发电机的功率输出进行调度，以便以最小的运行成本满足所需的负载需求，同时满足所有单元和系统的约束
。
[0003]为解决经济调度问题，最初微电网调度采用集中式经济调度算法，如遗传算法
、
粒子群优化
、
进化规划
、
差分进化和模拟退火等等
。
这些集中式经济调度算法需要一个强大的中央控制器来收集全局信息以便可以处理大量数据并且需要极大的存储能力和极快的运行速度，从而导致集中式经济调度算法成本高且容易出现单点故障
。
此外它们缺乏鲁棒性，当需要在微电网中添加或删除发电机和负载时需要重新建立
。
[0004]近几年来，分布式经济调度得到了广泛研究
。
分布式经济调度强调参与调度各单元的自主决策和个体智能，各单元根据信息交换协议经由局部通信网络与其邻居交换必要的信息，进行信息综合后做出独立决策以调整自身出力，通过多个单元的协同配合实现经济调度目标
。
相比集中式经济调度而言，采用分布式经济调度具有更强的鲁棒性
、
良好的可扩展性
、
均匀的计算和通信负担
、
更强的信息保密性和安全性等优点
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题在于，针对现上述现有技术的缺陷，提供一种微电网分布式经济调度方法
。
[0006]本专利技术采用以下方案实现：一种微电网分布式经济调度方法，包括以下步骤：
[0007]步骤1：建立微电网经济调度问题模型：包括微电网经济调度问题模型中微电网分布式发电机类型及发电成本
、
目标函数，微电网经济调度问题模型中的发电机供需平衡约束条件和发电机功率限制约束条件；
[0008]步骤2：初始化相关参数；
[0009]步骤3：运用一致性算法处理集中式交替方向乘子法的第一个原始变量；
[0010]步骤4：运用投影方法处理集中式交替方向乘子法的第二个原始变量；
[0011]步骤5：将以分布式方法获得的第一个原始变量和第二个原始变量带入对偶更新公式，计算得出对偶变量；
[0012]步骤6：每次迭代判断是否达到交替方向乘子法的收敛条件，若达到则输出最优增量成本和最优发电机输出功率，否则更新一致性算法中的发电机输出功率和本地功率偏差，跳转到步骤3继续迭代更新计算，直到满足交替方向乘子法的收敛条件为止
。
[0013]进一步的，所述步骤1微电网分布式发电机类型包括光伏发电和风力发电，微电网系统中第
i
个分布式发电机的发电成本具体为：
[0014]C
i
(pg
i
)
＝
α
i
pg
i2
+
β
i
pg
i
+
γ
i
[0015]其中，
i
＝
1,2,
…
,n
；
n
为微电网中发电机的数量，
C
i
(pg
i
)
为第
i
台发电机的发电成本，
pg
i
为第
i
台发电机的功率，
α
i
>0
，
β
i
>0
，
γ
i
>0
为发电成本系数，经济调度问题可以建模为：
[0016][0017][0018][0019]其中，为目标函数，发电机供需平衡约束条件和为发电机功率限制约束条件，
pd
为总功率需求，
pg
imin
为第
i
台发电机功率的最小值，
pg
imax
为第
i
台发电机功率的最大值
。
[0020]进一步的，所述步骤2具体为：
[0021]设置发电机输出功率的初值
pg[0]、
第一个原始变量的初值
pg0＝
pg[0]、
第二个原始变量的初值
y0、
对偶变量的初值
λ0和本地功率偏差的初值
s[0]。
[0022]进一步的，所述步骤3和步骤4中的集中式交替方向乘子法具体为：
[0023][0024][0025]λ
k+1
＝
λ
k
+pg
k+1
‑
y
k+1
[0026]其中，
k
为交替方向乘子法迭代项，上述式子为集中式交替方向乘子法的矩阵形式，式，
pg
k+1
和
y
k+1
分别为第一个原始变量和第二个原始变量，
λ
k+1
为对偶变量，
C(pg)
＝
[C1(pg1),...,C
n
(pg
n
)]T
为
C
i
(pg
i
)
的向量形式，
pg
＝
[pg1,...,pg
n
]T
为
pg
i
的向量形式，
y
＝
[y1,...y
n
]T
，，
Ω1和
Ω2为封闭的凸集，
ρ
>0
为惩罚参数，
||
·
||
为欧几里得范数；
[0027]运用一致性算法处理集中式交替方向乘子法的第一个原始变量
pg
k+1
，具体一致性算法为：
[0028]z[j+1]＝
wz[j]+es[j][0029]pg[j+1]＝
dz[j+1]+b
[0030]s[j+1]＝
ws[j]+w(pg[j]‑
pg[j+1])
[0031]其中，
j...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种微电网分布式经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立微电网经济调度问题模型：包括微电网经济调度问题模型中微电网分布式发电机类型及发电成本
、
目标函数，微电网经济调度问题模型中的发电机供需平衡约束条件和发电机功率限制约束条件；步骤2：初始化相关参数；步骤3：运用一致性算法处理集中式交替方向乘子法的第一个原始变量；步骤4：运用投影方法处理集中式交替方向乘子法的第二个原始变量；步骤5：将以分布式方法获得的第一个原始变量和第二个原始变量带入对偶更新公式，计算得出对偶变量；步骤6：每次迭代判断是否达到交替方向乘子法的收敛条件，若达到则输出最优增量成本和最优发电机输出功率，否则更新一致性算法中的发电机输出功率和本地功率偏差，跳转到步骤3继续迭代更新计算，直到满足交替方向乘子法的收敛条件为止
。2.
根据权利要求1所述的一种微电网分布式经济调度方法，其特征在于，所述步骤1微电网分布式发电机类型包括光伏发电和风力发电，微电网系统中第
i
个分布式发电机的发电成本具体为：
C
i
(pg
i
)
＝
α
i
pg
i2
+
β
i
pg
i
+
γ
i
其中，
i
＝
1,2,
…
,n
；
n
为微电网中发电机的数量，
C
i
(pg
i
)
为第
i
台发电机的发电成本，
pg
i
为第
i
台发电机的功率，
α
i
>0
，
β
i
>0
，
γ
i
>0
为发电成本系数，经济调度问题可以建模为：为发电成本系数，经济调度问题可以建模为：为发电成本系数，经济调度问题可以建模为：其中，为目标函数，发电机供需平衡约束条件和为发电机功率限制约束条件，
pd
为总功率需求，
pg
imin
为第
i
台发电机功率的最小值，
pg
imax
为第
i
台发电机功率的最大值
。3.
根据权利要求2所述的一种微电网分布式经济调度方法，其特征在于，所述步骤2具体为：设置发电机输出功率的初值
pg[0]、
第一个原始变量的初值
pg0＝
pg[0]、
第二个原始变量的初值
y0、
对偶变量的初值
λ0和本地功率偏差的初值
s[0]。4.
根据权利要求3所述的一种微电网分布式经济调度方法，其特征在于，所述步骤3和步骤4中的集中式交替方向乘子法具体为：中的集中式交替方向乘子法具体为：
λ
k+1
＝
λ
k
+pg
k+1
‑
y
k+1
其中，
k
为交替方向乘子法迭代项，上述式子为集中式交替方向乘子法的矩阵形式，为交替方向乘子法迭代项，上述式子为集中式交替方向乘子法的矩阵形式，为交替方向乘子法迭代项，上述式子为集中式交替方向乘子法的矩阵形式，和
y
k+1
分别为第一个原始变量和第二个原始变量，
λ
k+1
为对偶变量，
C(pg)
＝
[C1(pg1),...,C
n
(pg
n
)]
T
为
C
i
(pg
i
)
的向量形式，
pg
＝
[pg1,...,pgn]
T
为
pg
i
的向量形式，
y
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李小凡，唐庆华，李慧媛，黄鑫，陈洁，王一舟，朱昊冬，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：