[发明专利]一种基于OCD分散式优化的电‑热网协调运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及热-电网联合调度的技术领域，尤其是指一种基于OCD(Optimal Condition Decomposition)分散式优化的电-热网协调运行方法。

背景技术

热电联产(Combined Heat and Power，CHP)机组相对于传统火电机组要更加节能和高效，近年来得到广泛的应用。目前，关于热-电网联合调度运行的研究已经取得了一定的进展。粒子群算法(Particle Swarm Optimizer，PSO)，遗传算法(Genetic Algorithm，GA)，群搜索算法(Group Search Optimal，GSO)和一些数学优化方法已经在求解电-热网联合调度问题中得到成功的应用。

但是，目前大部分有关电-热网联合调度的研究都采用集中式的优化方法，把热网和电网联合起来求解。实际上，热网和电网是独立进行运行管理，热网由热网调度中心进行控制和调度，电网由电网调度中心进行控制和调度。由于信息的私密性，电网和热网并不能获取对方全部的状态和信息，电网和热网调度中心通过互相交换部分信息来进行协调运行。显然，采用集中式优化方法来求解电-热网协调调度问题是不合理的。为了适应实际的电-热网运行管理模式，采用一种分散式优化方法把电-热网协调调度问题分成电网和热网两个子问题来求解是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电-热网协调调度问题算法的缺点与不足，提出了一种基于OCD分散式优化的电-热网协调运行方法，该方法不需要中央协调层，只需电网和热网在协调过程中交换少量边界信息，在保护了电网和热网信息私密性和调度对立性的同时，又达到了集中协调优化的效果，具有计算速度快，计算效率高等特点，可以应用此方法计算大规模的综合能源系统。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于OCD分散式优化的电-热网协调运行方法，包括以下步骤：

S1、初始化电网和热网的边界变量和拉格朗日乘子值，并设置迭代次数k＝0和算法终止误差ε；

S2、更新迭代次数k＝k+1，电网和热网交换边界信息，包括边界变量和拉格朗日乘子值；

S3、分别求解电网子问题和热网子问题，得到相应的最优值；

S4、判断是否达到收敛条件，如果是则输出电网和热网优化后的最优结果，如果没有达到收敛条件则重复步骤S2～S4，直到满足收敛条件。

所述步骤S1具体包括以下步骤：

S101、设置电网和热网边界变量的初始值，边界变量包括电网边界节点e各时段的电压相角δ_e,t，热网边界节点d各时段的电压相角δ_d,t，电网通过联络线ed传输到热网各时段的有功功率T_ed,t，热网通过联络线de传输到电网各时段的有功功率T_de,t；设置

S102、设置拉格朗日乘子λ_ed,t，λ_de,t的初始值；λ_ed,t，λ_de,t分别是对应电网和热网耦合约束的拉格朗日乘子，设置

S103、设置迭代次数k＝0，设置算法终止误差ε；

所述步骤S2具体包括以下步骤：

S201、更新迭代次数k＝k+1；

S202、交换边界信息，包括边界变量值和拉格朗日乘子值：其中所有带有上横杠的变量表示恒定值，并且数值等于上一次迭代得到的相应变量数值；

所述步骤S3具体包括以下步骤：

S301、计算电网子问题，电网采用直流潮流模型，电网子问题模型如下：

s.t.h₁(x₁)＝0

g₁(x₁)≤0

其中，x₁代表电网侧的决策变量，f₁(x₁)表示电网侧的目标函数，h₁(x₁)＝0表示电网等式约束，g₁(x₁)≤0表示电网不等式约束，x_de和x_ed表示线路de、ed的电抗值，Γ^tie-line表示联络线的集合，Γ^EPS表示电网边界节点的集合，Γ^DHS表示热网边界节点的集合，Γ表示时段集合；