[发明专利]有向拓扑下基于有限时间一致性的分布式智能电网经济调度方法

说明书

本发明公开了一种有向拓扑下基于有限时间一致性的分布式智能电网经济调度方法，包括如下步骤：进行数学建模，包含电网经济调度下所有发电机的总的成本目标函数以及供需平衡和发电机功率限制约束函数；计算发电机组的最优成本增量；根据发电机组每台发电机的参数计算每台发电机最终的输出功率；重新确定发电机组的新最优成本增量。本发明使得智能电网系统能够在有限时间内完成经济调度过程，缩短了智能电网经济调度时间，大大降低了调度成本，满足现代智能电网调度需求，且所提算法针对实际智能电网系统中各个发电机之间获取信息差异性的特点，考虑有向通信拓扑下的经济调度过程，适用性更加广泛。

技术领域

本发明属于电力系统经济调度领域，尤其是涉及有向通信拓扑下基于有限时间一致性算法的分布式智能电网经济调度方法。

背景技术

经济调度问题是电力系统中最重要的问题之一，经济调度是指在满足供电侧和需求侧平衡以及发电机组中各电机输出功率不超过其上下限的约束下，使得整个电力系统中所有发电机组的发电成本最小化。在传统的电力系统中，经济调度的解决方法主要分为两种类型，一种是数学方法，包括λ迭代法、拉格朗日乘子法以及梯度下降法等，这一类方法主要针对凸成本函数情况。另一种方法是智能算法，包括粒子群算法、神经网络以及遗传算法等，这一类方法主要针对非凸成本函数情况。以上两种经济调度解决方法都属于传统的集中式控制法。

随着科技的发展以及新能源发电机的广泛应用，电力系统由传统的集中式供电转为拓扑极为复杂的分布式发电，智能电网应运而生，传统的经济调度方法已经不能满足未来电网的要求与挑战，分布式经济调度方法由此产生。通过将智能电网中多个发电机建模为多个智能体，把传统的经济调度问题转化为多智能体一致性问题，运用分布式多智能体一致性算法解决智能电网经济调度问题，为了进一步满足智能电网即插即用以及快速响应的特点，一种有限时间一致性分布式多智能体经济调度算法被应用到电力系统当中，它解决了传统分布式算法迭代速度慢，收敛时间长的缺点，能够在有限时间内完成智能电网的经济调度，大大提高了调度速度，使调度成本进一步下降。

然而，上述所有的调度算法都是基于无向通信拓扑的情况，即假设发电机(智能体)与邻居发电机(智能体)交换信息完全相同。实际生活中，由于各个发电机物理参数的不同，其交换信息的能力也不尽相同，因此，研究一种在有向通信拓扑下的有限时间分布式一致性经济调度算法十分必要。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种有向通信拓扑下基于有限时间一致性算法的分布式智能电网经济调度方法，用以应对当前分布式经济调度方法只考虑无向通信拓扑的单一情况，此方法在考虑各个发电机之间信息交换差异性的基础上，实现了在有限时间内完成调度的目标，大大降低了调度成本。

技术方案：为实现上述目的，本发明提供一种有向拓扑下基于有限时间一致性的分布式智能电网经济调度方法，包括如下步骤：

S1：对智能电网经济调度问题进行数学建模，所述数学建模包含电网经济调度下所有发电机的总的成本目标函数以及供需平衡和发电机功率限制约束函数；

S2：根据步骤S1所建立的数学建模，在有向通信拓扑下，运用有限时间一致性算法计算发电机组的最优成本增量(IC)λ^*；

S3：根据发电机组每台发电机的参数计算每台发电机最终的输出功率

S4：如果发电机最终输出功率不满足功率限制约束，跳转到步骤S5，否则结束，输出成本增量λ^*以及

S5：判断每台发电机最终输出功率是否满足发电机最大功率限制和最小功率限制的要求，重新确定发电机组的新最优成本增量(IC)令跳转到步骤S3。

进一步的，所述步骤S1中智能电网经济调度问题数学模型的建立过程具体如下：

S1-1：给出调度过程中单个发电机成本函数：