一種基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，通過分布式調(diào)度獲取相鄰能源的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合梯度算法迭代更新，同時(shí)滿足等式約束和不等式約束，并與主電網(wǎng)進(jìn)行功率交換，能夠減少通信線路的架設(shè)和維護(hù)成本，且存儲量小、操作簡單，極大縮減了優(yōu)化時(shí)間，降低通信成本。
【專利說明】
-種基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于分布式梯度算法的虛擬 電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式能源在空間上是分散存在的，現(xiàn)代智能配電系統(tǒng)可W將運(yùn)些能源集成在一 起向電力用戶提高電能。分布式能源具有兩種類型的發(fā)電機(jī)組，即分布式發(fā)電機(jī)，比如柴油 發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏發(fā)電系統(tǒng)等，也有分布式儲能裝置，比如蓄電池、抽水蓄能裝置 等。充分開發(fā)運(yùn)些分布式能源可W提高能源利用效率，能夠節(jié)約化石能源，減少環(huán)境污染。 為了有效地利用運(yùn)些分布式能源，虛擬電廠的概念被提出。虛擬電廠可認(rèn)為是通過先進(jìn)信 息通信技術(shù)和軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對分布式能源的聚合和協(xié)調(diào)優(yōu)化，W作為一個(gè)整體參與電力 市場和電網(wǎng)運(yùn)行的電源協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)。
[0003] 虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)調(diào)度是一類經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化問題，根據(jù)對偶原理，該經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題 可W轉(zhuǎn)換為求機(jī)組發(fā)電成本和從系統(tǒng)購電成本最小化的優(yōu)化問題，運(yùn)樣就與一般的電力經(jīng) 濟(jì)調(diào)度問題相同。對分布式能源進(jìn)行調(diào)度，最小發(fā)電成本受制于每個(gè)分布式能源的容量約 束和系統(tǒng)運(yùn)行約束。其算法可W分為兩類，一類是解析式算法，包括A迭代法和梯度捜索法， 另一類是啟發(fā)式算法，比如遺傳算法、粒子群優(yōu)化算法、蒙特卡羅法?，F(xiàn)有算法中，大多數(shù)為 集中式的。由于有大量的數(shù)據(jù)傳輸W及通信系統(tǒng)有不可避免的時(shí)滯、延遲，導(dǎo)致集中式算法 在提供實(shí)時(shí)優(yōu)化控制時(shí)困難重重。此外，集中式調(diào)度靈活性差，易受單點(diǎn)故障的影響?，F(xiàn)實(shí) 中，分布式能源在地理位置上是分散的，采用集中式調(diào)度還會面臨更多困難:傳遞每個(gè)分布 式能源信息(包括其出力，成本，收益)給調(diào)度中屯、、在調(diào)度中屯、和分布式能源之間架設(shè)高帶 寬通信信道等，運(yùn)都需要巨大的投資，還會帶來維數(shù)災(zāi)難。相比于傳統(tǒng)的集中式調(diào)度，分布 式調(diào)度能夠更好地集合分布式能源和電網(wǎng)負(fù)荷。采用分布式調(diào)度不需要搭建復(fù)雜的調(diào)度中 屯、，其調(diào)度中僅需獲取相鄰分布式能源的數(shù)據(jù)信息，不需要獲取所有分布式能源的信息，極 大減少了通信線路的架設(shè)與維護(hù)所需的昂貴成本，在最優(yōu)發(fā)電控制中有很大的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào) 度方法，通過分布式調(diào)度獲取相鄰能源的數(shù)據(jù)信息，結(jié)合梯度算法迭代更新，能夠減少通 信線路的架設(shè)和維護(hù)成本，且存儲量小、操作簡單，極大縮減了優(yōu)化時(shí)間。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：
[0006] -種基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，包括W下步驟：
[0007] 步驟1:建立虛擬電廠調(diào)度模型，設(shè)置機(jī)組i的初始輸出功率，并給定機(jī)組i的功率 平衡約束和功率輸出約束，i = l，...，n，n為機(jī)組總數(shù)；
[000引步驟2:計(jì)算機(jī)組i的權(quán)值矩陣；
[0009]步驟3:判斷機(jī)組i當(dāng)前的輸出功率是否超過功率輸出的上限或下限，若超過上限 或下限，則轉(zhuǎn)到步驟4;若不超過上限或下限，則轉(zhuǎn)到步驟5;
[0010] 步驟4:若機(jī)組i當(dāng)前的輸出功率超過預(yù)設(shè)的功率輸出的上限，則將當(dāng)前的輸出功 率設(shè)置為最大輸出功率，同時(shí)將機(jī)組i從通信網(wǎng)絡(luò)中脫離，并轉(zhuǎn)到步驟6;若機(jī)組i當(dāng)前的輸 出功率超過預(yù)設(shè)的功率輸出的下限，則將當(dāng)前的輸出功率設(shè)置為最小輸出功率，同時(shí)將機(jī) 組i從通信網(wǎng)絡(luò)中脫離，并轉(zhuǎn)到步驟6;
[0011] 步驟5:采用分布式梯度算法對機(jī)組i的輸出功率進(jìn)行迭代更新；
[0012] 步驟6:計(jì)算功率供需誤差A(yù)P;
[0013] 步驟7:判斷I APl是否在允許的誤差范圍e內(nèi)，若是，則結(jié)束;若否，轉(zhuǎn)到步驟2。
[0014] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，步驟1的調(diào)度 模型中，機(jī)組i的成本函數(shù)為：
[0015]
[0016] 其中，n表示分布式能源機(jī)組的數(shù)量，化康示機(jī)組i的輸出功率，Ci (PGi)表示機(jī)組i 在輸出功率為化i時(shí)所產(chǎn)生的發(fā)電成本，ai、bi、ci為成本系數(shù)。
[0017] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，步驟1的調(diào)度 模型中，虛擬電廠的總利潤為：
[001 引
[0019] 其中，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率，節(jié)點(diǎn)S表示虛擬電廠連接到主電 網(wǎng)的接口節(jié)點(diǎn)，如果Ps是負(fù)的，則表示功率從虛擬電廠流向主電網(wǎng)；Pw表示電力用戶j需求 的功率，m表示電力用戶的數(shù)量，0表示虛擬電廠從主電網(wǎng)處購買電能的價(jià)格，0是虛擬電廠 向電力用戶的售電價(jià)格。
[0020] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，步驟1中機(jī)組 i的功率平衡約束為：
[0021]
[00。]其中，Pg康示機(jī)組i的輸出功率，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率，PDj表 示電力用戶j需求的功率。
[0023] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，步驟1中機(jī)組 i的功率輸出約束為：
[0024]
[0025] 其中，Pr,譚"分別是機(jī)組i的最小、最大輸出功率。
[00%]進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，步驟2中的權(quán) 值矩陣為：
[0027]
[0028] 其中，m比]表示進(jìn)行第k次迭代時(shí)與機(jī)組i有通信連接的機(jī)組數(shù)量，w[k]表示進(jìn)行 第k次迭代時(shí)與機(jī)組j有通信連接的機(jī)組數(shù)量，L(i)表示與機(jī)組i有通信聯(lián)系的所有機(jī)組j的 集合，Wu表示機(jī)組i和與其相連的機(jī)組j的通信權(quán)值。
[0029] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，步驟5中對機(jī) 組i的輸出功率進(jìn)行迭代更新的公式為：
[0030]
[0031] 其中，L(i)表示與機(jī)組i有通信聯(lián)系的所有機(jī)組j的集合，Wii表示機(jī)組i自身的權(quán) 值，Wu表示機(jī)組i和與其相連的機(jī)組j的通信權(quán)值，▽/(巧;,.)表示機(jī)組i的利潤關(guān)于輸出功率 化1的梯度，▽疋化,的健示機(jī)組j的利潤關(guān)于輸出功率Pg恥]的梯度。
[0032] 進(jìn)一步的，本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，步驟6中功率 供需誤差A(yù) P為：
[0033]
[0034] 其中，m表示電力用戶的數(shù)量，Pw表示電力用戶j需求的功率，n表示分布式能源機(jī) 組的數(shù)量，Pgi表示機(jī)組i的輸出功率，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率。
[0035] 本發(fā)明采用W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有W下技術(shù)效果：
[0036] 1、本發(fā)明的方法通過分布式控制，能夠?qū)崟r(shí)在線進(jìn)行發(fā)電控制；
[0037] 2、本發(fā)明能夠在保證虛擬電廠穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，極大縮減了優(yōu)化時(shí)間；
[0038] 3、本發(fā)明的方法計(jì)算量小，存儲量小，操作簡單，能夠應(yīng)用于多種調(diào)度場景。
【附圖說明】
[0039] 圖1是本發(fā)明的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法流程圖；
[0040] 圖2是本發(fā)明在仿真場景一下的系統(tǒng)通信拓?fù)鋱D；
[0041] 圖3是本發(fā)明在仿真場景一下的各機(jī)組的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果；
[0042] 圖4是本發(fā)明在仿真場景一下的功率供需；
[0043] 圖5是本發(fā)明在仿真場景一下的節(jié)點(diǎn)功率；
[0044] 圖6是本發(fā)明在仿真場景二下的；
[0045] 圖7是本發(fā)明在仿真場景二下的功率供需；
[0046] 圖8是本發(fā)明在仿真場景二下的節(jié)點(diǎn)功率；
[0047] 圖9是本發(fā)明在仿真場景S下的系統(tǒng)通信拓?fù)鋱D；
[0048] 圖10是本發(fā)明在仿真場景=下的各機(jī)組的優(yōu)化調(diào)度結(jié)果；
[0049] 圖11是本發(fā)明在仿真場景=下的功率供需；
[0050] 圖12是本發(fā)明在仿真場景=下的節(jié)點(diǎn)功率。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 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。
[0052] 首先，每個(gè)分布式能源可W看成一個(gè)發(fā)電機(jī)，該發(fā)電機(jī)可W被看做是某個(gè)圖的一 個(gè)頂點(diǎn)。那么，虛擬電廠中的所有分布式發(fā)電機(jī)組可W組成一個(gè)圖，圖中的頂點(diǎn)就可W代表 一個(gè)機(jī)組，頂點(diǎn)的位置代表該機(jī)組實(shí)際的地理位置，頂點(diǎn)之間的邊代表發(fā)電機(jī)之間是否有 通信關(guān)系，如果頂點(diǎn)之間有連接，說明發(fā)電機(jī)之間有通信關(guān)系，如果頂點(diǎn)之間沒有連接，說 明發(fā)電機(jī)之間無通信關(guān)系。因此，整個(gè)虛擬電廠就可W通過一個(gè)圖來表示。圖的拓?fù)淝闆r就 代表虛擬電廠的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹８鶕?jù)虛擬電廠中分布式能源的地理位置，畫出其通信拓?fù)洹?根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)寫出其鄰接矩陣A= [au]。為了能夠做到實(shí)時(shí)在線控制，將鄰接矩陣設(shè)計(jì)成動 態(tài)的，即元素用aij[k]表示。
[0053] -種基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，如圖1所示，包括W下步驟：
[0054] 步驟1:建立虛擬電廠調(diào)度模型，設(shè)置機(jī)組i的初始輸出功率，并給定機(jī)組i的功率 平衡約束和功率輸出約束，i = l，...，n，n為機(jī)組總數(shù)。
[0055] 調(diào)度模型中，機(jī)組i的成本函數(shù)為：
[0化6]
[0化7] 其中，n表示分布式能源機(jī)組的數(shù)量，PGi表示機(jī)組i的輸出功率，Ci ^Gi)表示機(jī)組i 在輸出功率為化i時(shí)所產(chǎn)生的發(fā)電成本，ai、bi、ci為成本系數(shù)。
[005引虛擬電廠的總利潤為：
[0化9]
[0060]其中，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率，節(jié)點(diǎn)S表示虛擬電廠連接到主電 網(wǎng)的接口節(jié)點(diǎn)，如果Ps是負(fù)的，則表示功率從虛擬電廠流向主電網(wǎng)；PDj表示電力用戶j需求 的功率，m表示電力用戶的數(shù)量，0表示虛擬電廠從主電網(wǎng)處購買電能的價(jià)格，0是虛擬電廠 向電力用戶的售電價(jià)格，0、e由虛擬電廠、主電網(wǎng)、電力用戶之間制定。
[0061 ] 化組i的巧率平衡約束為：
[0062]
[00創(chuàng)其中，Pg康示機(jī)組i的輸出功率，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率，PDj表 示電力用戶j需求的功率。
[0064] 扣巧i的功燕餘tm婉擊兩.
[00 化]
[0066] 其中，裙。，/T分別是機(jī)組i的最小、最大輸出功率。
[0067] 步驟2:計(jì)算機(jī)組i的權(quán)值矩陣。
[0068] 所述權(quán)值矩陣在第k次的迭代值為：
[0069]
[0070] 其中，m比]表示進(jìn)行第k次迭代時(shí)與機(jī)組i有通信連接的機(jī)組數(shù)量，W[k]表示進(jìn)行 第k次迭代時(shí)與機(jī)組j有通信連接的機(jī)組數(shù)量，L(i)表示與機(jī)組i有通信聯(lián)系的所有機(jī)組j 的集合，Wu表示機(jī)組i和與其相連的機(jī)組j的通信權(quán)值。
[0071] m比]可W通過計(jì)算公J
#到，au比]是通信拓?fù)涞泥徑泳仃嚨脑兀?其遵循定義：當(dāng)機(jī)組i與j有通信時(shí)，au[k] = l;否則為0.au[k]的更新方式為：當(dāng)機(jī)組i或j 的輸出功率達(dá)到其約束，aij [k+1 ] = 0;當(dāng)?shù)赟個(gè)機(jī)組b的輸出功率達(dá)到其約束時(shí)，有aij [k+ U=aib比化郵比]Iai恥]，其中，X、"I"是邏輯運(yùn)算符號;b是與機(jī)組巧日機(jī)組j都有通信聯(lián) 系的機(jī)組。通過判斷機(jī)組b是否達(dá)到預(yù)設(shè)的功率限定，就可W實(shí)現(xiàn)鄰接值的自動修正，從而 實(shí)現(xiàn)權(quán)值矩陣的迭代更新，使達(dá)到功率限定的機(jī)組"離網(wǎng)"，繼而實(shí)現(xiàn)通信拓?fù)涞?重構(gòu)"，使 整個(gè)優(yōu)化過程順利、平緩地進(jìn)行。
[0072] 步驟3:判斷機(jī)組i當(dāng)前的輸出功率是否超過功率輸出的上限或下限，若超過上限 或下限，則轉(zhuǎn)到步驟4;若不超過上限或下限，則轉(zhuǎn)到步驟5。
[0073] 步驟4:若機(jī)組i當(dāng)前的輸出功率超過預(yù)設(shè)的功率輸出的上限，則將當(dāng)前的輸出功 率設(shè)置為最大輸出功率，同時(shí)將機(jī)組i從通信網(wǎng)絡(luò)中脫離，并轉(zhuǎn)到步驟6;若機(jī)組i當(dāng)前的輸 出功率超過預(yù)設(shè)的功率輸出的下限，則將當(dāng)前的輸出功率設(shè)置為最小輸出功率，同時(shí)將機(jī) 組i從通信網(wǎng)絡(luò)中脫離，并轉(zhuǎn)到步驟6;否則轉(zhuǎn)到步驟5。
[0074] 步驟5:采用分布式梯度算法對機(jī)組i的輸出功率進(jìn)行迭代更新。
[0075] 所述迭代更新的公式為：
[0076]
[0077] 其中，L(i)表示與機(jī)組i有通信聯(lián)系的所有機(jī)組j的集合，Wii表示機(jī)組i自身的權(quán) 值，Wi康示機(jī)組巧日與其相連的機(jī)組j的通信權(quán)值，巧;OV讀示機(jī)組i的利潤關(guān)于輸出功率 Pgi的梯度，表示機(jī)組j的利潤關(guān)于輸出功率Pw[k]的梯度。更新公式表明，每個(gè)機(jī) 組功率的更新數(shù)據(jù)，來自于自身的梯度和與其有通信關(guān)系的相鄰單元的梯度?？蒞將該迭 代式寫成向量形式3
[0078] 步驟6:計(jì)算功率供需誤差A(yù) P。
[00巧]所述供需誤差A(yù) P為：
[0080]
[0081] 其中，m表示電力用戶的數(shù)量，Pw表示電力用戶j需求的功率，n表示分布式能源機(jī) 組的數(shù)量，Pgi表示機(jī)組i的輸出功率，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率。
[0082] 步驟7:判斷I APl是否在允許的誤差范圍e內(nèi)，若是，則結(jié)束;若否，轉(zhuǎn)到步驟2。
[0083] 為了驗(yàn)證本發(fā)明方法的可用性與穩(wěn)定性，W及可應(yīng)用于制定虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)調(diào)度 之中，本實(shí)施例W下面數(shù)據(jù)為例說明。該虛擬電廠與電力系統(tǒng)公共節(jié)點(diǎn)的功率代數(shù)和為Ps, 總電力負(fù)荷為時(shí)，含20個(gè)分布式能源機(jī)組，類型有光伏機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組、柴油機(jī)組、蓄電池， 其中光伏機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組不消耗化石能源，蓄電池主要存儲、釋放能量，但運(yùn)些機(jī)組設(shè)備的 購置、維護(hù)也需要一定的成本，將它們的成本函數(shù)擬合為二次函數(shù)，統(tǒng)一稱作為分布式發(fā)電 機(jī)組，各機(jī)組耗量參數(shù)W及容量范圍如表1所示。而當(dāng)采用集中式優(yōu)化調(diào)度時(shí)，各機(jī)組的最 優(yōu)出力如表2所示。W下提供3個(gè)典型場景的仿真分析：1)不考慮機(jī)組出力約束的分布式優(yōu) 化調(diào)度;2)考慮機(jī)組出力約束的分布式優(yōu)化調(diào)度;3)改變通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆植际絻?yōu)化調(diào)度。
[0084] 表1分布式能源機(jī)組的參數(shù) [0。。[1
[0089]
[0090] 場景一:不考慮機(jī)組的出力約束
[0091] 圖2是本場景的通信拓?fù)鋱D，該虛擬電廠與主電網(wǎng)存在實(shí)時(shí)功率交換。本著優(yōu)先調(diào) 度可再生能源的原則，光伏機(jī)組、風(fēng)電機(jī)組按最大可發(fā)功率參與調(diào)度。蓄電池可W充電，也 可放電，當(dāng)充電時(shí)其輸出功率為負(fù)值。圖3是各分布式能源機(jī)組的優(yōu)化調(diào)度曲線，圖4-5提供 了分布式優(yōu)化過程中功率不平衡量的變化情況。由圖3-5可見，本文提出的分布式優(yōu)化調(diào) 度，取得了與集中式優(yōu)化調(diào)度一樣的最優(yōu)調(diào)度方案，表明了該分布式調(diào)度策略的有效性。當(dāng) 虛擬電廠總發(fā)電功率高于總負(fù)荷時(shí)，剩余功率將從虛擬電廠送入主電網(wǎng)；當(dāng)虛擬電廠總發(fā) 電功率低于總負(fù)荷時(shí)，虛擬電廠從主電網(wǎng)吸收功率W維持供需平衡，該過程如圖5所示。此 時(shí)，ft處于負(fù)值狀態(tài)，表明虛擬電廠能向主電網(wǎng)出售電能，如果Ps處于正值，則虛擬電廠從主 電網(wǎng)購買電能。
[0092] 場景二:考慮機(jī)組的出力約束
[0093] 實(shí)際運(yùn)行中，必須考慮虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度中的不等式約束，各機(jī)組出力約束如表1 所示。圖6是各分布式能源機(jī)組的優(yōu)化調(diào)度曲線，圖7-8提供了分布式優(yōu)化過程中功率不平 衡量的變化情況。由圖5-8可見，本文提出的分布式優(yōu)化調(diào)度，取得了與集中式優(yōu)化調(diào)度一 樣的最優(yōu)調(diào)度方案，表明了該分布式調(diào)度策略對處理處理約束的有效性。
[0094] 場景改變通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br>[00M]改變虛擬電廠的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，新的通信拓?fù)淙鐖D9所示。由圖10-12可見，改變 通信拓?fù)浜?，本文提出的分布式?yōu)化調(diào)度，仍然取得了與集中式優(yōu)化調(diào)度一樣的最優(yōu)調(diào)度 方案，表明了該分布式調(diào)度策略對不同通信拓?fù)涞倪m應(yīng)性。
[0096]隨著國家新能源政策的出臺，越來越多的光電、風(fēng)電等分布式能源將會納入電力 調(diào)度之中。W虛擬電廠的形式管理運(yùn)些分布式能源，需要建立合理的虛擬電廠的經(jīng)濟(jì)調(diào)度 模型，并采用分布式梯度算法來解決經(jīng)濟(jì)調(diào)度問題。分布式梯度算法結(jié)合了梯度算法的快 速收斂性和分布式調(diào)度的低成本、強(qiáng)魯棒優(yōu)點(diǎn)，仿真結(jié)果可W說明該算法的優(yōu)勢，W及所提 出調(diào)度策略的可用性、新穎性。
[0097] W上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可W做出若干改進(jìn)，運(yùn)些改進(jìn)應(yīng)視為本發(fā)明的保 護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1:建立虛擬電廠調(diào)度模型，設(shè)置機(jī)組i的初始輸出功率，并給定機(jī)組i的功率平衡 約束和功率輸出約束，i = l，...，n，n為機(jī)組總數(shù)； 步驟2:計(jì)算機(jī)組i的權(quán)值矩陣； 步驟3:判斷機(jī)組i當(dāng)前的輸出功率是否超過功率輸出的上限或下限，若超過上限或下 限，則轉(zhuǎn)到步驟4;若不超過上限或下限，則轉(zhuǎn)到步驟5; 步驟4:若機(jī)組i當(dāng)前的輸出功率超過預(yù)設(shè)的功率輸出的上限，則將當(dāng)前的輸出功率設(shè) 置為最大輸出功率，同時(shí)將機(jī)組i從通信網(wǎng)絡(luò)中脫離，并轉(zhuǎn)到步驟6;若機(jī)組i當(dāng)前的輸出功 率超過預(yù)設(shè)的功率輸出的下限，則將當(dāng)前的輸出功率設(shè)置為最小輸出功率，同時(shí)將機(jī)組i從 通信網(wǎng)絡(luò)中脫離，并轉(zhuǎn)到步驟6;否則，進(jìn)入步驟5; 步驟5:采用分布式梯度算法對機(jī)組i的輸出功率進(jìn)行迭代更新； 步驟6:計(jì)算功率供需誤差Δ P; 步驟7:判斷| △ P |是否在允許的誤差范圍ε內(nèi)，若是，則結(jié)束;若否，轉(zhuǎn)到步驟2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于， 步驟1的調(diào)度模型中，機(jī)組i的成本函數(shù)為：其中，η表不分布式能源機(jī)組的數(shù)量，Pci表不機(jī)組i的輸出功率，Ci (Pci)表不機(jī)組i在輸 出功率為Pci時(shí)所產(chǎn)生的發(fā)電成本，ai、bi、ci為成本系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于， 步驟1的調(diào)度模型中，虛擬電廠的總剎涵為，其中，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率，節(jié)點(diǎn)S表示虛擬電廠連接到主電網(wǎng)的 接口節(jié)點(diǎn)，如果Ps是負(fù)的，則表示功率從虛擬電廠流向主電網(wǎng);Pw表示電力用戶j需求的功 率，m表示電力用戶的數(shù)量，Θ表示虛擬電廠從主電網(wǎng)處購買電能的價(jià)格，β是虛擬電廠向電 力用戶的售電價(jià)格。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于， 步驟1中機(jī)組i的功率平衡約束為：其中，Pci表示機(jī)組i的輸出功率，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率，PDj表示電 力用戶j需求的功率。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于， 步驟1中機(jī)組i的功率輸出約聲I ·其中，分別是機(jī)組i的最小、最大輸出功率。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于， 步驟2中的權(quán)值矩陣為：其中，m[k]表示進(jìn)行第k次迭代時(shí)與機(jī)組i有通信連接的機(jī)組數(shù)量，njk]表示進(jìn)行第k 次迭代時(shí)與機(jī)組j有通信連接的機(jī)組數(shù)量，L(i)表示與機(jī)組i有通信聯(lián)系的所有機(jī)組j的集 合，表示機(jī)組i和與其相連的機(jī)組j的通信權(quán)值。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于， 步驟5中對機(jī)組i的輸出功率進(jìn)行迭代更新的公式為：其中，L(i)表示與機(jī)組i有通信聯(lián)系的所有機(jī)組j的集合，Wii表示機(jī)組i自身的權(quán)值，Wij 表示機(jī)組i和與其相連的機(jī)組j的通信權(quán)值，V/.'W,,)表示機(jī)組i的利潤關(guān)于輸出功率PCl的梯 度，表示機(jī)組j的利潤關(guān)于輸出功率Pdk]的梯度。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于分布式梯度算法的虛擬電廠經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法，其特征在于， 步驟6中功率供需誤差A(yù)PS:其中，m表示電力用戶的數(shù)量，PW表示電力用戶j需求的功率，η表示分布式能源機(jī)組的 數(shù)量，Pci表示機(jī)組i的輸出功率，Ps表示從主電網(wǎng)流入虛擬電廠的節(jié)點(diǎn)功率。
【文檔編號】G06Q50/06GK105956693SQ201610266700
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】曹馳, 謝俊, 岳東, 黃崇鑫, 翁盛煊, 解相鵬, 王曉亮
【申請人】南京郵電大學(xué)