[发明专利]一种含阀点效应智能电网经济调度给定时间一致性控制方法

说明书

一种含阀点效应智能电网经济调度给定时间一致性控制方法，属于电力系统经济调度领域，具体步骤包括：建立智能电网经济调度模型、计算发电机最优增量成本、设计分布式给定时间控制协议、建立阀点效应模型、构建有向平衡拓扑图。本电网经济调度算法，使得在满足发电机发电功率供需平衡约束条件下，各发电机组在给定时间实现系统状态一致，输出功率达到平衡，收敛时间可以任意给定，有效提升了发电机系统控制精度和收敛性能。

技术领域

本发明属于电力系统经济调度领域，具体涉及一种含阀点效应智能电网经济调度给定时间一致性控制方法。

背景技术

经济调度问题是电力系统中运行和控制中的最重要的问题之一，涉及在满足电力系统各种约束的前提下，如何确定多台发电机组的出力以满足总负荷需求，同时使总发电成本最小的问题。当使用传统集中式方法发电时，系统需要有一个控制中心来发布指令调度整个系统中的所有单元包括发电机，负荷等。但是新能源发电和柔性负荷的广泛渗透以及新能源发电并网需要的“即插即用”技术将使电力系统通信网拓扑结构多变。因此，集中式方法发电难以满足未来人们的经济需求，甚至会影响整个电网系统的稳定性、安全、可靠性。

分布式发电是一种更加高效、灵活的新型发电技术，相比于传统集中式发电，分布式发电能够更加灵活地配置不同的发电环境、提高发电能源利用率。对于含多阀汽轮机的发电机组，进气阀突然开启时会出现拔丝现象，发电机组会产生阀点效应。在处理阀点效应经济调度问题时，目前有进化规划，遗传算法，粒子群优化等方法。然而大多数这些算法都是集中的，相对而言，分布式方法更符合实际需求。

目前关于智能电网分布式经济调度控制方法，依据收敛速率可以分为渐进稳定，有限时间稳定，固定时间稳定。在渐进时间稳定算法中，收敛稳定时间很慢，不符合现代智能电网对调度速度的要求。在有限时间稳定算法中，系统收敛时间与初始条件有关，且随初始条件的变化而变化，另外还跟系统其它参数有关。在固定时间稳定算法中，系统稳定收敛时间不能任意预先设定。高稳定度、高精度、高速度收敛是电力系统稳定运行的基础保证，对于某些较高的电力系统，收敛时间要求比较苛刻，会要求系统在有限时间达到收敛。

在现有技术，如论文“一种改进的分布式经济调度策略”中，处理电网经济调度优化问题采用了分布式迭代算法，使用了矩阵摄动理论来证明算法稳定收敛性，能加快实现经济调度供需平衡时间和迭代速度，发电机收敛性能会受到发电机初始状态，而被考虑到阀点效应经济调度收敛稳定问题，导致发电机组间通信收敛时间性能存在弊端。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种含阀点效应智能电网经济调度给定时间一致性控制方法，设计一个既能实现快速调度过程又不过多依赖于系统初始状态的给定时间分布式经济调度算法，可以提高控制经济调度算法收敛性能，满足实际需求。

一种含阀点效应智能电网经济调度给定时间一致性控制方法，具体步骤包括如下：

步骤1，智能电网经济调度问题数学建模：对智能电网经济调度问题进行分析，考虑电网中的约束条件，建立分布式电网经济调度模型；

步骤2，构建系统拓扑结构：根据发电机组布局安排，建立发电机组的通信有向平衡图拓扑结构，以表明各个发电机组之间的通信关系；

步骤3，利用增量成本一致性方法，计算发电机组最优增量成本，最优输出功率；

步骤4，设计分布式给定时间控制协议：设置给定时间函数，确定给定时间区间；

步骤5，构建含阀点效应经济调度模型：对阀点效应模型进行近似简化，并构建出给定时间含阀点效应经济调度控制协议。

进一步地，在步骤1中，根据智能电网经济调度模型描述如下：