基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115864532A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211497761.3(22)申请日2022.11.25(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人朱建全叶汉芳王泽爽卓叶林(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245专利代理师郑秋松(51)Int.Cl.H02J3/46(2006.01)权利要求书4页说明书9页附图1页(54)发明名称基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法(57)摘要本发明公开了一种基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统调度方法，包括以下步骤：S1.构建多区域电力系统调度模型，以电力系统调度成本最小化为目标函数，将多区域电力系统调度模型划分为多个区域子模型，确定每个区域子模型的值函数；S2.基于牛顿法对每个区域子模型的值函数进行二阶泰勒展开，获得每个区域子模型的近似值函数；S3.计算多区域电力系统调度模型中每个区域子模型近似值函数的导数，获得每个区域子模型的近似值函数的二阶导数矩阵和一阶导数矩阵；S4.采用基于牛顿法的近似动态规划方法，对每个区域子模型的近似值函数进行更新，获得多区域电力系统调度模型的最优调度策略，根据最优调度策略对电力系统进行调度。提高了求解速度和精度。CN115864532ACN115864532A权利要求书1/4页1.一种基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.构建多区域电力系统调度模型，以电力系统调度成本最小化为目标函数，将多区域电力系统调度模型划分为多个区域子模型，确定每个区域子模型的值函数；S2.基于牛顿法对每个区域子模型的值函数进行二阶泰勒展开，获得每个区域子模型的近似值函数；S3.计算多区域电力系统调度模型中每个区域子模型的近似值函数的导数，获得每个区域子模型的近似值函数的二阶导数矩阵和一阶导数矩阵；S4.采用基于牛顿法的近似动态规划方法，对每个区域子模型的近似值函数进行更新，获得多区域电力系统调度模型的最优调度策略，根据最优调度策略对电力系统进行调度。2.根据权利要求1所述的基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法，其特征在于，多区域电力系统调度模型以发电机运行成本最小为目标，满足机组出力约束、电压安全约束、线路容量约束和交流潮流约束，目标函数为：式中，表示发电机的集合；ag、bg和cg表示发电机g的发电成本系数；表示发电机g的有功功率输出；约束条件为：式中，和分别表示发电机g的有功功率输出的下限和上限；表示发电机g的无功功率输出；和分别表示发电机g的无功功率输出的下限和上限；表示节点的集合；ei和fi分别表示节点i的电压相量的实部和虚部；Vi,min和Vi,max分别表示节点i的电压幅值的下限和上限；Pij,max表示线路ij的线路传输容量上限；Gij和Bij分别表示节点导纳D矩阵的实部和虚部；Pi和分别表示节点i的有功负荷和无功负荷；Mi,g表示节点和发电机关联矩阵的第ig个元素。3.根据权利要求2所述的基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法，其特征在于，将多区域电力系统调度模型划分为多个区域子模型，确定每个区域子模型的值函数，具体为：S11.根据地理分区将多区域电力系统调度模型划分为n个区域子模型；S12.任意确定一种区域决策顺序，使多区域电力系统调度问题转换成一个多阶段决策2CN115864532A权利要求书2/4页过程；S13.每个区域子模型的值函数及约束条件为：Va(Sa)＝min{Ca(Sa,xa)+Va+1(Sa+1)}其中，Va(Sa)表示区域a的值函数；Va+1(Sa+1)表示区域a+1的值函数；Ca(Sa,xa)表示区域a的发电成本；Sa表示区域a的状态变量；Sa+1表示区域a+1的状态变量；xa表示区域a的决策变量；ga(Sa,xa,Sa+1)表示区域a的等式约束；ha(Sa,xa,Sa+1)表示区域a的不等式约束；ha表示区域a的不等式约束的下限；表示区域a的不等式约束的上限。4.根据权利要求3所述的基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法，其特征在于，为获得每个区域子模型的近似值函数，构建拉格朗日方程为：其中，λa表示区域a的拉格朗日乘子；μ表示势垒系数；Na,h表示不等式约束的数量。5.根据权利要求4所述的基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法，其特征在于，引入库恩塔克条件后，每个区域子模型的值函数描述为：式中，表示拉格朗日方程的库恩塔克条件。6.根据权利要求5所述的基于牛顿法近似动态规划的多区域电力系统分散调度方法，其特征在于，将区域a的决策变量xa、区域a+1的状态变量Sa+1和区域a的拉格朗日