[发明专利]一种基于Benders分解初始化的安全约束机组组合优化方法在审

专利信息
申请号: 201910164302.5 申请日: 2019-03-05
公开(公告)号: CN110619415A 公开(公告)日: 2019-12-27
发明(设计)人: 谢宗宸;李超杰;石子敬;张永一;叶宇成 申请(专利权)人: 南京工程学院
主分类号: G06Q10/04 分类号: G06Q10/04;G06Q50/06;H02J3/00
代理公司: 32300 南京源古知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人: 马晓辉
地址: 211167 江苏省南京*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 初始化 安全约束 机组 分解算法 组合信号 组合优化 收敛性 主问题 收敛 切割 分解 电网
【权利要求书】:

1.一种基于Benders分解初始化的安全约束机组组合优化方法,其特征在于:向初始主问题中加入一组廉价的切割,以提供电网早期机组组合信号,进而加快收敛速度,主要包括以下几个步骤:

S1:建立安全约束机组组合模型,获取系统数据并划分主子问题;获取的系统数据包括:未来调度周期T内的负荷数据,各个机组的特性数据、启动成本以及约束数据;主问题主要用以处理机组状态的决策变量,子问题主要用于与安全约束以判断决策的可行性;

所述主问题目标函数由两项组成,用来说明目前总运行成本,分别为常规机组生产成本和启动停机成本;

目标函数表述如下:

不考虑机组的阀点效应,常规机组的生产成本是机组出力的二次函数,t时刻第n台火电机组的生产成本为:为,An、Bn、Cn为成本函数的系数,为t时刻第n台机组的有功出力,N为总机组台数;

分别为第n台机组的启动和停机成本,分步启动成本对任意t,n均有且为t时刻第n台机组的启停机状态代表机组n停机,代表机组n运行,分别为常规机组n的启、停状态变量,当机组n在t时刻启动,为1,否则为0;当机组n在t时刻停机,为1,否则为0;

约束条件主要包括:

1)系统功率平衡约束:

其中,pHt为第t时段水电机组总输出功率,Dt为第t时段系统负荷;

2)常规机组启停时间约束:

其中,分别为机组n最小连续运行时间和最小连续停运时间;

3)旋转备用约束:

式中,Prt表示第t时段的旋转备用需求;

4)发电机运行限制约束:

式中,Pn,分别表示常规机组可输出的最大、最小有功功率以及第t时段常规机组n输出的有功功率;

5)爬坡约束:

式中,RUg,RDg分别表示常规机组的上下坡速率;

6)二进制变量逻辑约束:

7)水力发电机组的有功功率约束:

式中,PH,pHt分别表示水电机组可输出的最大、最小有功功率以及第t时段水电机组h输出的有功功率;

8)Benders割

S2:初始主问题求解,主问题用于确定机组状态及松弛状态下的机组出力,初始化的目的是确定网络负荷供应能力及最小负载情况(ML),形成一组初始切割以确定网络上下限,进而加快收敛速度;

S3:求解含有割的主问题,更新上下界,令ν=1;

S4:求解安全约束子问题,并得到问题下界;

S5、判断收敛性,若UB-LB≤ε,进入S8,;若UB-LB≥ε,则进入S6;

S6:增加第t时段最优割到主问题;

S7:求解得到更新下界,ν=ν+1,返回S4;

S8:输出最优解,结束计算。

2.根据权利要求1所述的一种基于Benders分解初始化的安全约束机组组合优化方法,其特征在于:所述初始主问题求解还具体包括以下几个步骤:

S2-1:计算网络负荷供应能力;

S2-2:计算最小负载情况;

S2-3:利用滚动区域法获得MWs调度运行水平;

S2-4:进行冗余网络约束预处理;

S2-5:进行重调度的线性潮流计算,以检查网络不可行性并形成割;

S2-6:Benders割的更新。

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