[发明专利]一种考虑多利益主体参与的主动配电网分布式调度方法

权利要求书

1.一种考虑多利益主体参与的主动配电网分布式调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.上报负荷日前预测值及备用需求量，通过可再生分布式电源预测日前有功出力，并上报其预测出力和旋转备用需求量；

步骤2.建立主动配电网功率平衡调度模型

步骤3.建立主动配电网旋转备用容量分摊模型

旋转备用成本由两部分组成：容量成本和电量成本；

在做日前计划时，需要考虑提供的旋转备用容量被调用的概率，以决定参与容量分摊的意愿；为体现各利益主体参与容量分摊的意愿，引入旋转备用意愿因子β；对于可控分布式电源，等效成本函数如式(11)所示；对于柔性负荷，等效成本函数如式(12)所示；

式中：和分别代表可控分布式电源i和柔性负荷j参与旋转备用容量分摊的意愿，取值在0到1之间，由参与容量分摊的利益主体自身决定其大小，数值越大代表该主体预测旋转备用被调用的可能性越大，参与容量分摊的意愿就越高；

(1)所述的主动配电网旋转备用容量分摊模型的目标函数如下：

旋转备用分摊原则为由配电网内部可控分布式电源和柔性负荷优先提供旋转备用容量，在满足调节能力约束的条件下，以各可控分布式电源和柔性负荷的总等效成本Cr最小为目标进行容量分摊；

式中：T为调度时段数；N_DG为配电网内可控分布式电源数量；N_FL为配电网内柔性负荷数量；和分别代表可控分布式电源i和柔性负荷j在第t时段的等效成本函数，根据公式(7)-(12)可推导其表达式分别如式(14)和(15)所示：

(2)所述的主动配电网旋转备用容量分摊模型的约束条件如下：

配电网旋转备用容量平衡约束如式(16)所示；

式中：ΔP_t^grid为上级电网在第t时段提供的旋转备用容量，若主动配电网内部可调度主体能够满足系统正旋转备用需求，则ΔP_t^grid＝0，若不能满足则缺额部分由上级电网补充；为第t时段常规负荷的备用需求量；为t时段可再生分布式电源k的备用需求量；

可控分布式电源调节能力约束和爬坡约束分别如式(17)和式(18)所示；

柔性负荷削减量约束如式(19)所示；

式中：和分别为柔性负荷j削减量的上下限；

步骤4.采用一致性算法对步骤2(第一阶段)和步骤3(第二阶段)所述的主动配电网两阶段日前调度模型进行分布式求解，得到在系统成本最小时各利益主体所提供的日前有功计划出力和分摊的旋转备用容量；

在多智能体系统中，一致性算法无需中心处理器，各智能体仅需通过本地节点与邻接节点少量的交互信息，通过一致性迭代更新本地状态参量，便能使拓扑网络中各节点的状态参量收敛于稳定的共同值；对于系统中的任意相邻节点i和j，随着迭代次数k的增加，当|x_i[k]-x_j[k]|→0时，则认为所有节点的一致性变量都达到一致；一致性算法的迭代过程为：

式中：n为节点数；k＝0,1,…为迭代次数；x_i[k+1]为经k+1次迭代后节点i的状态变量；x_j[k]为经k次迭代后节点j的状态变量；s[k]为偏差修正量；μ为偏差修正系数；d_ij为状态转移矩阵系数，代表节点间的通信权重，构造方式为：

式中：n_i、n_j表示节点i和j的邻居数；N_i表示节点i的邻居节点所构成的集合；

4.1主动配电网功率平衡调度模型求解

基于一致性算法的分布式经济调度的主要思路就是以各成本函数对有功出力的偏导数λ为一致性变量，采用分布式一致性算法求得最优经济调度下等成本微增率；其中需选取一个领导者，以系统功率偏差和电价偏差对整个系统进行牵制控制，即：

式中：k为迭代次数；λ_i[k+1]为利益主体i经k+1次迭代后的微增成本；λ_j[k]为利益主体j第k次迭代的微增成本；μ₁、μ₂为偏差修正系数；ΔP[k]为每次迭代的功率缺额；Δe[k]为利益主体每次迭代的微增成本与上级电网电价的差额；

各利益主体通过式(22)更新自身一致性变量值，并通过式(23)计算输出功率：

式中：P_i^DG[k]为可控分布式电源i在第k次迭代计算后的有功出力；和分别为可控分布式电源i在第t时段的出力上下限；和分别为对应的一致性变量上下限；计算方式为：

对于上级电网，其一致性变量恒等于电价，因此无需对一致性变量进行迭代，只需根据系统功率差额调整出力即可，即：

P_t^grid[k+1]＝P_t^grid[k]+μ₁ΔP[k] (25)

式中：P_t^grid[k+1]为上级电网在第t时段经k+1次迭代后的有功出力；P_t^grid[k]为上级电网在第t时段第k次迭代的有功出力；

各利益主体根据式(22)-(25)计算自身出力，直至系统满足功率平衡，即ΔP[k]＝0，所有智能体一致性变量收敛到一致最优值；

4.2主动配电网旋转备用容量分摊模型求解

对于旋转备用分摊模型，一致性变量η选为目标函数对各变量的偏导数，偏差修正量为备用不平衡量，领导者和各跟随者一致性变量的迭代过程如式(26)所示：

式中：η_i[k+1]为利益主体i经k+1次迭代后的一致性变量；η_j[k]为利益主体j第k次迭代的一致性变量；ΔR[k]为每次迭代的备用缺额；

各可控分布式电源和柔性负荷通过式(26)更新自身一致性变量值，并分别通过式(27)和式(28)计算应分摊的备用容量：

式中：ΔP_i^DG[k]为可控分布式电源i第k次迭代计算后应分摊的旋转备用容量；和分别为可控分布式电源i在第t时段的出力上下限；η_i,t,max和η_i,t,min分别为对应的可控分布式电源一致性变量上下限；为柔性负荷j第k次迭代计算后应分摊的旋转备用容量；和分别为柔性负荷j在第t时段的出力上下限；η_j,t,max和η_j,t,min分别为对应的柔性负荷一致性变量上下限；

通过式(26)-(28)经有限步迭代后便可实现一致性变量趋于一致，实现模型的分布式求解。