[发明专利]用于电力系统经济调度的方法、系统和存储介质

权利要求书

1.一种用于电力系统经济调度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

设定优化变量向量的初始值、惩罚因子的初始值和终止门槛值、惩罚项的允许误差以及惩罚因子的放大系数，其中所述惩罚因子的放大系数为大于1的数，所述惩罚因子的初始值小于所述惩罚因子的终止门槛值；

建立电力系统经济调度问题的含约束条件的数学模型；

将所述含约束条件的优化问题转化为无约束条件的优化问题；

建立与无约束条件的优化问题相对应的动态系统；

计算所述动态系统的稳定平衡点的值；

判断惩罚项是否小于所述惩罚项的允许误差；

在判断惩罚项小于所述惩罚项的允许误差的情况下，输出所述稳定平衡点的值，根据输出的所述稳定平衡点的值，确定电力系统的各个机组的输出功率；

在判断惩罚项大于等于所述惩罚项的允许误差的情况下，判断惩罚因子是否大于所述惩罚因子的终止门槛值；

在判断惩罚因子大于所述惩罚因子的终止门槛值情况下，结束该方法；

在判断惩罚因子小于等于所述惩罚因子的终止门槛值情况下，更新所述惩罚因子的数值和所述优化变量向量的初始值，使用更新后的所述惩罚因子重新建立新的无约束优化问题；

所述电力系统经济调度问题的含约束条件的数学模型采用式(1)来表示：

其中，x＝[P_Gk]，k∈S_NG，

g(x)≤0具体为k∈S_NG，ij∈S_NL，P_ij＝-b_ijθ_ij，

x为所述优化变量向量，f(x)为含约束条件的优化问题的目标函数，h(x)＝0被定义为含约束条件的优化问题的等式约束条件，g(x)≤0被定义为含约束条件的优化问题的不等式约束条件，h(x)为等式约束条件的函数，g(x)为不等式约束条件的函数，S_NG、S_NB、S_NL分别为电力系统的所有机组、所有节点和所有线路的集合，a_k、b_k、c_k为机组k的发电成本参数，P_Gk为机组k输出的有功功率，[P_Gk]为表示各个机组的输出功率的向量，P_Di为节点i的有功负荷，B_ij为所有线路的电纳矩阵，P_ij为线路ij的有功功率，b_ij为线路ij的电纳，θ_ij为节点i与j的相角差值，P_Gkmin和P_Gkmax分别为机组k的有功功率的下限值和上限值，P_ijmin和P_ijmax分别为线路ij允许的有功功率的下限值和上限值；

通过罚函数法将所述含约束条件的优化问题转化为无约束条件的优化问题，具体包括：

令t_r1＝h(x)，g₁为所述等式约束条件的惩罚项，采用式(2)来表示：

令t_r2＝g(x)，g₂为所述不等式约束条件的惩罚项，采用式(3)来表示：

所述无约束条件的优化问题采用式(4)来表示：

min F(x)＝f(x)+α∑g₁(t_r1)+β∑g₂(t_r2) 式(4)

其中，F(x)为无约束条件下的目标函数，α和β分别为所述等式约束条件和所述不等式约束条件的惩罚因子；

所述无约束条件的优化问题的惩罚项采用式(5)来表示：

P＝α∑||g₁(t_r1)||+β∑||g₂(t_r2)|| 式(5)

其中，P为所述无约束条件的优化问题的惩罚项，||g₁(t_r1)||为所述等式约束条件的惩罚项的模，||g₂(t_r2)||为所述不等式约束条件的惩罚项的模；

建立与无约束条件的优化问题相对应的动态系统具体包括：

式(4)对所述优化变量向量x中的所有变量分别求偏导数得到所述动态系统，所述动态系统采用式(6)来表达：

其中，为所述优化变量向量x的偏导数，V为与维数相同的单位矩阵，V^-1为所述矩阵V的逆矩阵；

根据所述惩罚因子的放大系数更新所述惩罚因子的初始值，所述惩罚因子的更新方式采用式(7)来表示：

σ_k+1＝c×σ_k 式(7)

其中，c为所述惩罚因子的放大系数，c为大于1的数值，σ_k为第k次计算的所述惩罚因子的初始值，σ_k+1为第k+1次计算的所述惩罚因子的初始值；

所述优化变量向量的初始值的更新方式为采用前一次计算得到的所述动态系统的稳定平衡点的值作为下一次计算的优化变量向量的初始值，具体采用式(8)来表示：

其中，为第k次计算得到的所述动态系统的稳定平衡点的值，为第k+1次计算的所述优化变量向量的初始值。