一种基于事件触发一致性算法的电力系统经济调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电力系统经济调度领域，尤其是涉及一种基于事件触发一致性算法的 电力系统经济调度方法。
【背景技术】
[0002] 经济调度是电力系统研究及应用中的一个基本问题，其在面临各种系统约束的情 况下，运用各种数值算法及优化技术，降低电力系统整体发电成本。传统的经济调度通常在 集中式控制框架下进行，在此种框架下，集控中心获取电力系统整体状态，通过所设计的优 化算法计算出优化目标值，进一步将目标值下发至电力系统中各发电单元以完成经济调度 目标。然而，对于未来大量分布式电源接入情况下的电力系统，这种基于集中式控制框架的 经济调度方法将会难以实施，主要体现在:一、集控中心需要承受巨大的计算负担，实施成 本高昂；二、由于所有计算任务均在集控中心完成，一旦集控中心出现故障，将会导致整个 调度任务的失败，系统鲁棒性较差;三、由于未来中大量分布式能源及"即插即用"技术的运 用，网络拓扑将实时变化，使得集控中心对全局信息的获取变得困难。为此，基于分布式控 制框架的经济调度方法应运而生。
[0003] 在分布式控制框架下，电力系统中的各发电单元通过与其相邻的发电单元交互信 息，基于一致性算法在本地计算其自身的增量成本，最终系统中的所有发电单元的增量成 本达到一致，并根据一致的增量成本得到最优的输出功率，使得总发电成本达到最低，完成 经济调度目标。相比于传统的集中式调度方法而言，分布式控制框架下经济调度的计算任 务分配到了系统中的各个发电单元上，为此不再需要复杂且昂贵的集控中心。同时，由于计 算任务的分散，使得系统的鲁棒性得以增强，电力系统中某些单元的故障及接入与退出不 会对整个调度任务的执行造成严重的影响，为此分布式经济调度特别适用于未来电力系统 "即插即用"场景。此外，分布式经济调度的实施不再需要集控中心与所有单元进行通信，而 仅需相邻的单元之间执行局部通信，由此节约了通信网络构建成本，也特别适用于大量分 布式能源广泛分布的未来电网环境。
[0004] 如前所述，为执行分布式控制框架下的经济调度策略，电力系统中各单元需经由 通信网络完成信息交互。从目前研究来看，这种信息交互通常是连续实时的。在未来电力系 统环境下，电网中分布式能源的数量将日趋增多，大量发电单元的实时连续信息交互对通 信网络有限的带宽资源带来了严峻的挑战，过量信息的传输会产生诸如通信时滞及丢包等 现象，并有可能导致整个经济调度策略的失败，严重影响电力系统的稳定与安全，目前尚缺 乏对此类问题的有效解决方案。
【发明内容】
[0005] 本发明所解决的技术问题在于提供一种基于事件触发一致性算法的电力系统经 济调度方法，适用于采用二次成本函数的电力系统经济调度问题。在满足电力系统功率供 需平衡的前提下使得总发电成本达到最优。在保证上述任务有效完成的基础上，实现各发 电机组间信息的按需传输，降低通信网络压力，保障电力系统的安全与稳定运行。
[0006]实现本发明目的的技术解决方案为：
[0007] -种基于事件触发一致性算法的电力系统经济调度方法，用于采用二次成本函数 且发电机组之间具有连通通信网络拓扑的电力系统，该方法包括如下步骤：
[0008]步骤1:设置系统参数，包括电力系统中发电机组个数η、总功率需求Pd、参数cii、参 数&、参数Yi，其中，ai、&、yi为常数，i表示发电机组，i=l，2,3. . .，n;
[0009]步骤2:根据各发电机组之间的信息交互能力，设置通信连接系数a^，j=l，2...， η，i关j;
[0010] 步骤3:在初始时刻t〇,每个发电机组均通过通信网络发送自身的增量成本為至 相邻发电机组，并设置触发时刻为 < =心·，
[0011] 步骤4:设第i个发电机组最近一次事件触发时刻为if，若在时刻t第i个发电机组 的增量成本满足事件触发条件，则令? ，且第i个发电机组将该时刻下自身的增量成本 存储并发送至相邻发电机组，其中，k表示发电机组已发生的事件触发总次数，k为非 负整数；
[0012] 步骤5:任选电力系统中的一个发电机组作为领导者发电机组，其他发电机组作为 追随者发电机组，根据事件触发一致性算法计算在时第i个发电机组的增量成本 M(t)，所述事件触发一致性算法是在满足事件触发条件的情况下，由相邻发电机组在时刻t之前最近一次事件触发时刻下的增量成本和第i个发电机组在最近一次事件触发时刻下 的增量成本得到第i个发电机组在?e ；)时的增量成本；
[0013]步骤6:根据M(t)计算每个发电机组在时刻t的输出功率PGl(t)。
[0014]进一步的，本发明的基于事件触发一致性算法的电力系统经济调度方法，其特征 在于，所述步骤2中设置通信连接系数的方法为:若第i个发电机组与第j个发电机组之间 能够进行信息交互，则设置ai」=1;反之，设置ai」=0。
[0015]进一步的，本发明的基于事件触发一致性算法的电力系统经济调度方法，其特征 在于，所述步骤4中的事件触发条件为：
[0017]其中，為(60表示第i个发电机组在事件触发时刻if时的增量成本，|化|表示与第i个发电机组进行信息通信的相邻发电机组数量，馬表示第j个发电机组在时刻t之前 最近一次事件触发时刻下的增量成本，表示第m个发电机组在时刻t之前最近一次 事件触发时刻下的增量成本，k'（t)表示发电机组在时刻t以前事件触发的总次数，i=l， 2.…，n，j=l，2.…，n，m=l，2.…，n，i关j，j关m。
[0018]进一步的，本发明的基于事件触发一致性算法的电力系统经济调度方法，其特征 在于，所述步骤5中当时，第i个发电机组的增量成本^⑴的一致性更新算法为：
[0020]
fΔΡ表;^整个电力系统功率需求与功率供应的偏差， 七0(1表示第j个发电机组在时刻t之前最近一次事件触发时刻下的增量成本，表示 第i个发电机组在事件触发时刻4时的增量成本，k'（t)表示发电机组在时刻t以前事件触 发的总次数，ε为正常数。
[0021] 进一步的，本发明的基于事件触发一致性算法的电力系统经济调度方法，其特征 在于，所述步骤6中每个发电机组的输出功率PCl (t)为：
[0023] 本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0024] 1、本发明在满足电力系统功率平衡的要求下使得总发电成本达到最优；
[0025] 2、本发明在保证调度任务有效完成的基础上，系统中各发电机组的增量成本信息 按照所设置的事件触发机制以离散非等周期的形式按需发送至系统中与其相邻的其它发 电机组，能够有效降低通信网络压力，保障电力系统的安全与稳定运行；
[0026] 3、本发明的事件触发机制及基于此机制的增量成本一致性更新算法的执行均仅 需利用本发电机组及电力系统中能够与本发电机组进行信息交互的其他发电机组的信息， 整体设计方法基于分布式控制架构，具有成本低廉，可扩展性强，鲁棒性高等特点，特别适 用于大量分布式电源接入情况下的未来智能电网环境；
[0027] 4、本发明可以解决通信网络带宽受限情况下的电力系统分布式经济调度问题。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的各发电机组之间的通信网络拓扑图；
[0029] 图2是本发明的各发电机组的增量成本变化图；
[0030] 图3是本发明的电力系统总输出功率变化图；
[0031] 图4是本发明的第5个发电机组的触发时间间隔示意图；
[0032]图5是本发明的方法流程