[发明专利]一种大规模时序生产模拟加速求解方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统分析领域，尤其涉及一种大规模时序生产模拟加速求解方法。

背景技术

电力系统时序生产模拟的目的是模拟系统中机组的时序出力，使系统运行总成本最小。时序生产模拟中，需要按日模拟电力系统运行，每日的模拟模型为机组组合模型，机组组合模型本质上是优化问题，由于考虑了电力系统中各类型机组的运行特性，因而具有复杂的形式与庞大的规模。最基本的形式可概括如下：

minf(X)

s.t.CX^T≤b

GX^T≤h

XT≤XT≤X‾T]]>

上式中，目标函数f(X)是系统运行总成本最小，决策变量X为日内各时段机组的出力，CX^T≤b约束表示与发电机组相关的运行约束，包括机组出力约束、出力变化速率约束、机组启停状态约束、负荷平衡约束、备用平衡约束、电量约束等、GX^T≤g约束为电力网络潮流约束，即要求机组出力安排使所有线路出力不越限，其中G为发电机-线路潮流转移分布因子，约束为X的上下限约束。时序生产模拟的技术细节详见1、NingZhang,ChongqingKang,Daniel.S.Kirschen,WeiminXi,JunhuiHuangandQianZhang.Thermalgenerationoperatingcostvariationswithwindpowerintegration.Proceedingsof2011IEEEPower&EnergySocietyGeneralMeeting,Detroit,USA,2011,Jul.23-27.以及2、NingZhang,ChongqingKang,DanielS.Kirschen,QingXia,WeiminXi,JunhuiHuang,QianZhang.Planningpumpedstoragecapacityforwindpowerintegration.IEEETransactionsonSustainableEnergy,2013,4(2):393-401.

电力系统运行模拟模型中通常需要考虑电力系统火电、水电、核电、热电、风电等多种类型的机组，同时还要考虑交流线路以及直流线路组成的复杂电力网络，因此电力系统运行模拟模型的规模非常庞大。以中等规模的省网为例，如果可以参加机组组合的机组共120台，那么生产模拟决策变量个数将在1万个以上，包含电力网络约束的约束条件个数至少在10万个以上，这样规模的模型的建模和求解均需要很大的计算量，即使采用高性能个人电脑或工作站结合商用软件进行计算，也需要很长时间，根据模型的数值构造不同，求解时间约为30s至200s左右。与此同时，电力系统时序生产模拟对单次的生产模拟的计算速度提出了很高的要求，若将全年逐日的生产模拟的时间控制在1小时内，则每日的生产模拟的计算时间应控制在10秒钟内，如何快速且有效地对生产模拟模型求解成为生产模拟的难点之一。本专利所保护的技术即是解决时序生产模拟模型的快速计算问题。

矩阵求逆辅助定理：矩阵求逆辅助定理即Householder公式，主要解决矩阵部分发生变化时矩阵逆的变化，若令n×n阶非奇异矩阵E发生如下变化：

E~=E+MeNT]]>

则有：