本发明专利技术公开了一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度方法，本发明专利技术创造性的运用了潮流跟踪法和电气剖分方法来得到每台发电机的功率损耗，提供了一种更加准确的计算网损的方法，本发明专利技术运用两层一致性算法，使得边际成本最终趋于一致，每个节点都有其各自的负荷和发电信息，导致了它们各自有各自的功率偏差，较低层使用平均一致性来保证功率偏差的一致，较高层采用增量成本一致性来实现每台发电机的增量成本趋于一致，本发明专利技术通过该分布式控制算法可以在降低通信成本的情况下解决电力系统中的经济调度问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电力系统中发电机功率的控制方法，具体涉及一种具有精确计算 网损能力的电力系统分布式调度方案，属于电力系统经济调度
技术介绍
新兴的智能电网架构有助于进一步探讨配电系统中的一些基本挑战，比如经济调 度（ED)。经济调度是指发电机组在运行成本最低并且满足发电机的功率约束条件下把总 的需求功率分配给各个发电机组。传统的解决方法包括A迭代法和梯度搜索法，这两种方 法主要用于解决当成本函数为凸函数时的情况。另外一些更复杂的方法用来解决成本函数 为非凸函数时的情况，包括遗传算法（GA)，粒子群算法（PS0)还有最新改进的粒子群算法 (IPS0)。通过这些方法使经济调度的性能和应用都得到了改善，现在传统的集中式框架电 网正在向分布式的智能电网转变，同样，在相应的决策和网络领域也发生了同样的转变。中 心控制器通常需要高带宽的通信设施来收集整个系统的信息，另外还需要一个很高的连通 度，因此当一个故障点出现时，就会出现稳定性问题。而且，未来电网和通信网络的拓扑结 构都是可变的，这就使得集中式控制的效率变的很低。因此，研究一种新的精确计算网损的 算法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是在发电机满足一定运行约束的条件下，精确计算网 损及功率偏差，在降低通信成本的情况下，解决电力系统中的经济调度问题。 本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案： -种，通过分布式两层一 致性算法，使用潮流跟踪法和电气剖分方法精确地将网损分配给每一台发电机，实现边际 成本一致，该方法的具体步骤为： 步骤1 :输入系统参数，包括最大功率限制P_、最小功率限制P_，并对边际成本 和发电功率赋予初值进行初始化操作； 步骤2:运用分布式两层一致性算法，更新每一台发电机的增量成本IC1; 步骤3 :使用潮流跟踪法、电气剖分方法求得每一台发电机所分摊的网损; 步骤4 :计算出每一台发电机的功率偏差AP1; 步骤5 :判断发电机的发电功率是否符合最大功率限制P_和最小功率限制P_的 要求，如果符合最大功率限制和最小功率限制的要求，则计算出发电机在该增量成本下的 输出功率？^如果超出最大功率限制和最小功率限制的要求，则将该发电机的输出功率设 定为其最大输出功率或者最小输出功率P% 步骤6 :求解全局功率偏差APy判断其绝对值是否在事先规定的误差范围内，如 果满足，则结束；反之，则转步骤2。 进一步的，本专利技术的一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度方 法，所述步骤2中的分布式两层一致性算法，是根据运算的先后顺序来设置较低层和较高 层，其中在较低层中每个节点都有其各自的负荷信息和发电机信息，存在不同的功率偏差， 在较低层运用平均一致性算法，使每个节点的功率偏差达到一个平均值；在较高层运用增 量成本一致算法，更新每一台发电机邻居的信息，使每一台发电机的增量成本趋于一致。 进一步的，本专利技术的一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度方 法，所述步骤3中所述的潮流跟踪法，是运用基尔霍夫定律，得到电力网络中每个节点的节 点导纳方程，然后利用电力潮流方法或者状态估计方法，得到每个负荷节点的等效并联导 纳，再得到由负荷等效并联导纳组成的负荷等效并联阻抗，联合终端母线电压，最后得到每 一个支路电流。 进一步的，本专利技术的一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度方 法，所述步骤3中的电气剖分方法，是将每条支路经过剖分后得到若干子路径，子路径电流 的和等于原来路径的电流，运用欧姆定律，得到每一条子路径的阻抗。 进一步的，本专利技术的一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度方 法，所述步骤3中，每一台发电机所分摊的网损的计算公式为： 其中，JBl]为第j个发电机在第i条支路的电流分配因子，I,是第j个发电机的电 流，IBi是第i条支路的电流，ZBi是第i条支路的阻抗，L是支路数。 进一步的，本专利技术的一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度方 法，所述步骤4中功率偏差Ah的更新规则为/ =U.，其 i二JL 中，Wu是一个更新矩阵W中的元素，W=I-yLu，I是一个nXn的单位矩阵，y是更新权 重，k,是拉普拉斯矩阵L中的元素，APi是第i个节点第k+1次功率偏差，Ap]是 第j个节点第k次功率偏差。 本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果： (1)本专利技术创造性的提出了一种潮流跟踪法和电气剖分方法来计算网损，相比较 其它计算网损的方法，计算结果更加的精确，采用两层一致性算法，使得系统不再受单一的 主导者影响，每个节点均能作为主导者，适用性更加广泛； (2)本专利技术通过分布式控制的方式能够在减小通信成本的情况下解决电网中考虑 网损情况下的经济调度问题。 (3)本专利技术更适合解决拓扑结构变化和适应即插即用的特点。 (4)本专利技术具有更强的鲁棒性和更好的可扩展性，并且可以更好地适应多节点情 况。【附图说明】 图1是本专利技术的IEEE6节点标准电力网络。 图2是本专利技术的通信拓扑图。图3是是本专利技术的电气剖分方法示意图，其中（a)是原来输电线的示意图，（b)是 子路径的示意图。 图4是本专利技术的电气剖分方法示意图，其中（a)是原来输电线的电流和阻抗的示 意图，（b)是经过剖分后的子路径的电流和阻抗的示意图。 图5是分解后的子网络不意图。其中（a)是分解后的G1的子网络不意图，（b)是 分解后的G4的子网络示意图，（c)是分解后的G6的子网络示意图。 图6是微增率随时间变化曲线图。 图7是发电机功率随时间变化曲线图。 图8是发电机总功率与总负荷随时间变化曲线图。 图9是本专利技术方法的流程示意图。【具体实施方式】 下面详细描述本专利技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始 至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参 考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。 如图9所示，本专利技术提供一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度 方法，具体流程如下： 首先，用图G来建立电力系统中的元素（母线和传输线）和各元素之间的关系（元 素之间通过通信设施进行信息交流）的模型。定义G= (v，e，A)，v= {vv2, ? ??，vnB} 表示顶点集，scixr是不同顶点对的集合表示边集，A= ] 表示邻接矩阵，其中 n表示电力系统中电力元件的个数，R表示实数集。有向图是指图形的边是有方向的。图顶 点表示电力系统的母线，边表示母线之间的传输线，邻接矩阵表示边的权重。如果母线i收 到来自母线j的信息，说明存在权重为\的边（vj，Vl)。当相应的边存在时，邻接矩阵的 元素\为正值，反之为负。如果母线i可以收到来自母线j的信息，母线j就被称为母线 i的邻居。队表示母线i的邻居的集合，其基数为t大小被定义为，= 根据发电机和负载的位置画出电力系统的通信拓扑图。本专利技术用到的图为有向 图，其中包括多边和自环。定义邻接矩阵A= {&1]}为： 1、首先定义发电机i的成本函数为： Ci(PGi) =ai+eiPGi+YiP2Gi (1) 其中P&表示第i台发电机的输出功率，CJPJ表示发电机i在输出功率为Py时 所需的成本，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有精确计算网损能力的电力系统分布式自动调度方法，其特征在于，通过分布式两层一致性算法，使用潮流跟踪法和电气剖分方法精确地将网损分配给每一台发电机，实现边际成本一致，该方法的具体步骤为：步骤1：输入系统参数，包括最大功率限制Pmax、最小功率限制Pmin，并对边际成本和发电功率赋予初值进行初始化操作；步骤2：运用分布式两层一致性算法，更新每一台发电机的增量成本ICi；步骤3：使用潮流跟踪法、电气剖分方法求得每一台发电机所分摊的网损步骤4：计算出每一台发电机的功率偏差ΔPi；步骤5：判断发电机的发电功率是否符合最大功率限制Pmax和最小功率限制Pmin的要求，如果符合最大功率限制和最小功率限制的要求，则计算出发电机在该增量成本下的输出功率PGi；如果超出最大功率限制和最小功率限制的要求，则将该发电机的输出功率设定为其最大输出功率PGi,max或者最小输出功率PGi,min；步骤6：求解全局功率偏差ΔPG，判断其绝对值是否在事先规定的误差范围内，如果满足，则结束；反之，则转步骤2。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：赵善驰，吴英俊，岳东，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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