[发明专利]一种互联电网经济调度的分布式计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网调度自动化技术领域，尤其涉及一种互联电网经济调度的分布式计算方法。

背景技术

随着三峡水电、西电东送等大型工程的建设以及特/超高压、远距离交直流输电技术的发展和应用，我国电网互联进程不断加快、系统规模不断扩大，对电力系统的经济运行和安全稳定提出了新的挑战。多区域互联电网系统广域分布而资源异构，使得网络参数的数据采集、整合和维护的难度加大。尤其在电力市场运行环境下，各调度机构间的信息壁垒进一步阻碍了系统内数据和信息的共享。

基于分解协调的分布式经济调度算法可以在保留各调度中心计算独立性的同时获得全网统一的仿真结果，实现了区域调度员协调地调度电网，有望成为解决大规模互联系统一体化仿真计算的有效手段。

互联电网分布式OPF计算的基本思路是设法将大系统优化问题有效分解为一系列子问题，并进行分布式求解和协调优化，其实现方法目前大致有三类。

第一类方法先基于最优化问题的Karush-Kuhn-Tucker条件得到全网的系统修正方程，再运用对角加边模型、近似牛顿方向等矩阵理论对该系统修正方程进行解耦。如文献《Decomposition-coordination interior point method and its application to multi-area optimal reactive power flow》（International Journal of Electrical Power&Energy Systems，2011年第33卷第1期第55页）所述。但该类方法计算效率受制于子网间的耦合度、区域分解的数目或边界网络的大小，且通常存在协调层负担重等问题，相比异地多控制中心协调优化其更适用于同地分布式并行计算的场景。

第二类方法基于拉格朗日松弛理论，将子网间的耦合约束松弛至目标函数中并采用一定的分解算法实现其可分性。如文献《电力系统最优潮流的分布式并行算法》（中国电机工程学报，2003年第27卷第24期第23页）基于辅助问题原理(Auxiliary Problem Principle，APP)的分解算法为例，该经典方法通过构造辅助函数，将原鞍点问题分化为可独立求解的极值问题。但该类算法收敛效果受对偶变量、罚参数初始化及更新时的参数设置影响，因而降低了其对不同系统模型的适应度。

第三类方法通过对外部网络进行等值，进行各分区的独立优化计算，并引入外层协调环节实现全网的优化，如文献《基于Ward等值的多区域无功优化分解协调算法》（电力系统自动化，2010年第34卷第14期第63页）。该类方法计算效率不受互联电网系统规模和子网间耦合度的影响，其协调层的参与程度较低，子网间仅需交换少量数据即可实现协调优化。但目前存在的问题是其子网在进行本地计算时需要相邻子网的运行参数以进行外网等值，影响了子网优化计算的独立性，且该等值参数的计算和更新相对繁琐。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在因电网互联进程不断加快、系统规模不断扩大带来的大规模优化问题的求解难题，提供一种适用于我国电力系统“分级管理、分层控制、分布处理”运行和管理模式的互联电网经济调度的分布式计算方法。

技术方案：一种互联电网经济调度的分布式计算方法，包括如下步骤：

步骤一、基于替代原理将联络线在各子网中重复建模实现系统模型的分解，子网间交换边界节点阻抗矩阵对角元，形成电压合并的权重系数λ_B′、λ_B′′；

步骤二、各子网独立进行非线性原对偶内点法燃料费用优化计算，获得子网的优化结果以及各节点的状态变量更新值；

步骤三、计算各子网间相同边界节点电压幅值差ΔV和电压相角差Δθ，并判断它们是否满足外层收敛判据，如果满足则整个计算结束，否则转入步骤四；

步骤四、加权修正边界节点电压，并进一步更新外边界节点等值注入功率，然后转步骤一。