本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度領(lǐng)域,尤其是涉及一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法。
背景技術(shù):
:電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度優(yōu)化是系統(tǒng)有功優(yōu)化的問題,傳統(tǒng)上采用集中控制的方式來解決經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題,傳統(tǒng)的集中控制方案在網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中存在一些問題。首先,控制中心為了達(dá)到最佳的工作情況,需要較高的通信建設(shè),這將導(dǎo)致巨大的計(jì)算負(fù)擔(dān)。而且集中控制與分布式控制相比受通信故障和建模誤差影響更大。其次由于即插即用技術(shù)會使得拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是時變的,且電網(wǎng)與通信的配置又是多樣的,使得智能電網(wǎng)的拓?fù)涫俏粗摹7植际娇刂聘m合解決這些問題,分布式算法可以在通訊受限或者不可靠的情況下依然可以有效運(yùn)行,符合現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行和管理具有“分級管理、分層控制、分布處理”的特點(diǎn),系統(tǒng)廣域分布,各種資源具有很強(qiáng)的異構(gòu)性,從而使得網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和實(shí)時同步的數(shù)據(jù)收集、整合和維護(hù)的難度增大。與此同時,電力市場環(huán)境運(yùn)行規(guī)則加厚了各調(diào)度機(jī)構(gòu)之間的信息壁壘,進(jìn)一步阻礙了系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)和信息的共享,使得傳統(tǒng)的集中式計(jì)算難以在線實(shí)現(xiàn),分布式算法可以保留各調(diào)度中心計(jì)算獨(dú)立性的同時獲得全網(wǎng)統(tǒng)一的仿真結(jié)果。克服大規(guī)?;ヂ?lián)電網(wǎng)數(shù)據(jù)整合和維護(hù)的困難。分布式計(jì)算是當(dāng)前計(jì)算機(jī)和信息技術(shù),尤其是高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,利用分布在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的豐富的計(jì)算資源進(jìn)行計(jì)算,目前,無論是國際還是國內(nèi),大規(guī)?;ヂ?lián)電力系統(tǒng)均采用分層控制,分布處理的管理模式,將大規(guī)模電力系統(tǒng)按照地域劃分為若干小規(guī)模的區(qū)域系統(tǒng),相應(yīng)的設(shè)立區(qū)域調(diào)度中心等機(jī)構(gòu)對區(qū)域電力系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度和管理。各區(qū)域調(diào)度中心之間處于對等地位,共同接受上級調(diào)度機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)管理,不同的調(diào)度中心一般通過專用廣域互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接,開展電力系統(tǒng)分布式計(jì)算,可以有效利用分散在不同調(diào)度中心內(nèi)的計(jì)算和數(shù)據(jù)資源,以及高速網(wǎng)絡(luò)資源,實(shí)現(xiàn)互聯(lián)電網(wǎng)的一體化仿真。與傳統(tǒng)的集中式計(jì)算相比,分布式計(jì)算可以加速電力系統(tǒng)仿真分析,實(shí)現(xiàn)實(shí)時或者超實(shí)時仿真。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法,將對環(huán)境的影響考慮在目標(biāo)函數(shù)中,實(shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)調(diào)度與環(huán)境保護(hù)的結(jié)合,而且在通訊受限或者不可靠的情況下依然可以有效運(yùn)行,而且充分利用了計(jì)算資源。保障了電力系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法,具體實(shí)施步驟如下:步驟1,設(shè)置電力系統(tǒng)參數(shù);步驟2,計(jì)算一致性變量的初始值λi,并計(jì)算出下個狀態(tài)的一致性變量值λi(k+1),其中,i為發(fā)電機(jī)個數(shù),且i=1,2....n,k為當(dāng)前所在的時刻;步驟3,判斷發(fā)電機(jī)輸出功率是否在約束范圍內(nèi),如果在約束范圍內(nèi),則將發(fā)電機(jī)當(dāng)前的功率值作為計(jì)算值,如果不在約束范圍內(nèi),則將發(fā)電機(jī)功率的最大值或最小值作為計(jì)算值;步驟4,計(jì)算功率偏差δp,δp=∑i=1..npi-pd,其中,δp為功率偏差,pd為功率負(fù)荷,pi為第i臺發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率;步驟5,判斷功率偏差δp是否在規(guī)定的誤差范圍內(nèi):如果是,則系統(tǒng)結(jié)束調(diào)度,如果不是,則根據(jù)δp的值來增加或減小λ1的值,并轉(zhuǎn)到步驟2。作為本發(fā)明一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案,步驟1中,所述電力系統(tǒng)參數(shù)包括發(fā)電機(jī)個數(shù)n、發(fā)電功率pi、參數(shù)ai、bi、ci、di、ei、fi,其中,ai、bi、ci為第i臺發(fā)電機(jī)的成本系數(shù),di、ei、fi為第i臺發(fā)電機(jī)的排放系數(shù)。作為本發(fā)明一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案,步驟2中,所述一致性變量的初始值λi的具體計(jì)算如下:其中,fi為目標(biāo)函數(shù),fi=ci(pi)+δei(pi),δ為耦合系數(shù),δ的范圍為(0,1),pi為第i臺發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率,ci表示第i臺發(fā)電機(jī)的成本函數(shù),ei表示第i臺發(fā)電機(jī)的環(huán)境影響函數(shù)。作為本發(fā)明一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案,步驟2中,一致性變量值λi(k+1)具體計(jì)算如下:其中,n為總共發(fā)電機(jī)的臺數(shù),lij為對應(yīng)的矩陣中的元素λj(k)表示第j個一致性變量值。作為本發(fā)明一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案,步驟3中,發(fā)電機(jī)功率的約束范圍為大于-1小于1。作為本發(fā)明一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案步驟5中,功率偏差δp規(guī)定的誤差范圍為大于-1小于1。作為本發(fā)明一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法的進(jìn)一步優(yōu)選方案,步驟3中按照下式計(jì)算發(fā)電機(jī)輸出功率:其中,pimax為發(fā)電機(jī)的最大輸出功率,pimin為發(fā)電機(jī)的最小輸出功率。本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比,具有以下技術(shù)效果:(1)本發(fā)明將對環(huán)境的影響考慮在電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)調(diào)度中,傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度只考慮經(jīng)濟(jì)效益,而不考慮環(huán)境效益,將經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益綜合考慮更符合未來經(jīng)濟(jì)調(diào)度的需求與發(fā)展,也為解決日益嚴(yán)重的環(huán)境問題提供了一個參考方案;(2)本發(fā)明結(jié)合了分布式一致性算法的優(yōu)點(diǎn),智能體只與相鄰的智能體進(jìn)行通信,減少了基礎(chǔ)通信設(shè)施的建設(shè),可以在通訊受限或者不可靠的情況下依然可以有效運(yùn)行;(3)本發(fā)明通過改變一致性協(xié)議中的laplacian矩陣,可以解決拓?fù)涔收虾桶l(fā)電機(jī)組的即插即用。附圖說明圖1是本發(fā)明的發(fā)電機(jī)組之間的通信拓?fù)?;圖2是本發(fā)明的一致性變量變化圖;圖3是本發(fā)明的流程圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式,所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出,其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的,僅用于解釋本發(fā)明,而不能解釋為對本發(fā)明的限制。本發(fā)明以一個5發(fā)電組系統(tǒng)為例,發(fā)電機(jī)組之間的通信拓?fù)淙鐖D1所示。本發(fā)明一種考慮環(huán)境效益的電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行調(diào)度方法,如圖3所示,具體包含如下步驟:步驟1,設(shè)置系統(tǒng)參數(shù):發(fā)電機(jī)組個數(shù)n=5,總功率需求為pd=850mw,發(fā)電機(jī)的成本函數(shù)為:污染排放函數(shù)為:其中pi為第i臺發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率,ai、bi、ci為第i臺發(fā)電機(jī)的成本系數(shù),di、ei、fi為第i臺發(fā)電機(jī)的排放系數(shù);參數(shù)如表1所示:表1發(fā)電機(jī)aibicidieifipi15507.810.00146113.8590.32760.004115023007.720.0018313.8590.32760.00412503757.80.0047539.2669-0.54550.006815045407.750.00146139.2669-0.54550.00682505767.760.0047541.8955-0.51110.004650步驟2,計(jì)算一致性變量的初始值λi(選取λ1作為領(lǐng)導(dǎo)者),其中fi為目標(biāo)函數(shù),目標(biāo)函數(shù)的定義為:fi=ci(pi)+δei(pi),δ為耦合系數(shù),范圍為(0,1)。步驟3,判斷發(fā)電機(jī)功率是否在約束范圍內(nèi),發(fā)電機(jī)功率的約束范圍為大于-1小于1;如果在約束范圍內(nèi),則將當(dāng)前的功率值作為計(jì)算值,如果在約束范圍外,則將輸出功率的最大值或者最小值作為計(jì)算值,本例子中假設(shè)發(fā)電機(jī)組都在約束范圍內(nèi)。其中,pimax為發(fā)電機(jī)的最大輸出功率,pimin為發(fā)電機(jī)的最小輸出功率。步驟4,計(jì)算功率偏差δp,δp=∑i=1..npi-pd,其中,δp為功率偏差,pd為功率負(fù)荷,pi為第i臺發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率;步驟5,判斷功率偏差δp是否在規(guī)定的誤差范圍內(nèi),如果δp在規(guī)定的誤差范圍內(nèi),則算法結(jié)束,如果δp不在規(guī)定的誤差范圍內(nèi),則根據(jù)δp的值來增加或減小領(lǐng)導(dǎo)者λ1的值,并轉(zhuǎn)到步驟2。領(lǐng)導(dǎo)者更新協(xié)議:跟隨者更新協(xié)議:其中λ為一致性變量,l為發(fā)電機(jī)組之間的通信拓?fù)涞膌aplacian矩陣。圖2是本發(fā)明的一致性變量變化圖。5個發(fā)電機(jī)的一致性變量經(jīng)過一致性算法迭代后慢慢趨于一致的過程。圖中每一個圖標(biāo)代表一個一致性變量,總共有5個。橫坐標(biāo)為迭代的次數(shù),縱坐標(biāo)為成本。以上所述,僅為本發(fā)明中的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可理解想到的變換或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi),因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。當(dāng)前第1頁12