[发明专利]一种计及可再生能源的微电网分布式调度方法

说明书

本发明涉及一种计及可再生能源的微电网分布式调度方法，属于电力系统经济调度领域。针对包含可再生能源发电单元、常规发电单元与储能单元的智能电网经济调度问题，本发明提出一种计及传输损耗的智能电网最优经济调度模型，该模型实现对传输损耗与可再生能源发电单元运行成本的计量；其次，本发明采用Lagrange乘子法推导此优化问题的协调方程，并通过解析的方式分析发电单元的出力协调关系；然后，本发明提出一种完全分布式算法以有效求解此经济调度问题，该算法不仅能够有效减少计算和通信负担，还能在很大程度上保护发电单元隐私；最终，本发明基于IEEE‑30母线系统的3个算例验证所提分布式算法的正确性与有效性。

技术领域

本发明涉及一种计及可再生能源的微电网分布式调度方法，属于电力系统经济调度领域。

背景技术

经济调度作为电力系统运行中技术和经济优化的重要问题，旨在满足系统级与单元级运行约束的前提下，通过优化分配负荷需求并合理安排发电计划使得系统运行成本最小。针对经济调度问题，国内外研究人员提出了许多成熟的解决方法，其总体上可以分为两类：解析算法(如迭代法，牛顿法，线性规划法等)和启发式算法(如遗传算法，粒子群优化算法，蜂群搜索算法等)。

在现有的经济调度求解方法中，绝大多数都以集中式方式实现，这就要求控制中心与每一个调度单元进行信息交互，收集全局信息以计算系统最优解，并发布指令调度系统发电单元安排出力计划以实现经济调度的目标。然而，随着未来电网规模越来越大，集中式算法将面临计算负担重、通信压力大、对单点故障敏感等一系列问题；再者，集中式方法难以处理网络拓扑变化和满足发电单元“即插即用”功能。相反地，分布式方法具有更好的扩展性和鲁棒性，能够更好地适应“即插即用”特征和处理网络拓扑变化，并且能够充分利用稀疏的通信网络和受限的局部信息实现发电单元间的信息交互，以此有效保护企业和用户隐私。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种计及可再生能源的微电网分布式调度方法，该算法不仅能有效减少计算和通信负担，还能在很大程度上保护发电单元隐私；此外，所提算法能够保障系统供需实时平衡，并证明了算法的收敛性与最优性。

本发明采用的技术方案是：一种计及可再生能源的微电网分布式调度方法，包括以下步骤：

Step1：定义最小化系统运行总成本为目标函数，定义目标函数中包含的系统参数，包括：常规发电单元、可再生能源发电单元、储能单元三种成本函数；

Step2：定义算法中的功率平衡约束、发电单元出力限制约束；

Step3：进行完全一致性算法进行求解，寻找最优解。

上述三个步骤具体包括如下步骤：

步骤1：微电网经济调度旨在最小化系统运行总成本，算法目标函数具体描述如下：

式中：F表示系统运行总成本，$；F_r表示可再生能源发电单元的运行总成本，$；F_c表示常规发电单元的运行总成本，$；Fs表示储能单元的运行总成本，$；f_ri(P_ri)和P_ri分别表示第i个可再生能源发电单元的运行成本和出力，$、MW；f_ci(P_ci)和P_ci分别表示第i个常规发电单元的运行成本和出力，$、MW；f_si(P_si)和P_si分别表示第i个储能单元的运行成本和出力，$、MW；n_r、n_c、n_s分别表示各类发电单元的总数。

步骤2：定义可再生能源发电单元成本函数。可再生能源发电单元的运行成本不仅包括直接运行成本，还包括单元出力受限的惩罚成本，具体描述如下：