[发明专利]一种基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法

权利要求书

1.一种基于指标联动分析的电力系统调峰调度多目标优化方法，其特征在于，步骤如下：

(1)初始化计算条件，包括水电站运行条件和约束条件，以及电力和水力调度需求条件；

(2)引入五种调峰指标，分别为负荷方差负荷峰谷差F₂＝P_r,max-P_r,min、负荷最大变化率F₃＝|P_r,i-P_r,i-1|_max、负荷最大值F₄＝P_r,max、负荷最小值F₅＝P_r,min，式中P_r为余留负荷序列，P_r,i为i个时段的余留负荷，P_r,max为余留负荷最大值，P_r,min为余留负荷最小值，n为时段的总个数，由此得到多目标函数：

(3)根据历史日负荷数据，计算上述五种指标每日的指标值，得到五个时间序列l₁、l₂、l₃、l₄、l₅；

(4)计算五个时间序列两两之间的相关系数，见下式

式中，r为相关系数，l_x,i和l_y,i分别为序列l_x和l_y第i个时段的数值，和分别为序列l_x和l_y的平均值，据此判断五种指标之间的相关性强弱，当0.8|r|1时，两个指标高度相关，0.3|r|0.8时为中度相关，|r|0.3时为低度相关；

(5)基于指标间的相关性，对中度相关以上的指标进行联动性分析，对低度相关的指标采用权系数法，将多目标调峰目标转化为单目标调峰模型，具体步骤如下：

Step1.检验时间序列的平稳性：采用ADF检验法，序列l的生成过程为如下三种形式之一：

式中，αt为时间趋势项，μ为位移项，为滞后项，k为滞后项个数，Δl_t为序列l中第t项的增量，即原假设与备择假设分别为检验原则为对上述三种形式依次进行假设检验，只要其中一种的检验结果为拒绝原假设H₀，则该序列平稳；

Step2.对中度相关以上且平稳的序列两两进行Granger因果关系检验，两个序列之间的回归模型如下：

式中，α_i、β_i、λ_i、δ_i为回归系数，ε_1t、ε_2t为随机误差项，p为滞后阶数，对两个模型分别进行假设检验，原假设与备择假设为根据检验结果即得到序列之间的Granger因果关系，若l_x对l_y存在Granger因果关系，则相应的指标X对指标Y存在影响；

Step3.对非平稳序列进行协整：若一个非平稳序列l_y，经过D次差分后得到的序列平稳，则l_y为D阶单整序列，对于两个非平稳且单整阶数相同的序列l_x和l_y，利用OLS协整回归方程l_x,t＝T+Ul_y,t+X_t，式中T、U为回归系数，X_t为残差，若X_t平稳时，则相应的指标X对指标Y存在影响；

Step4.根据平稳序列的Granger因果关系和非平稳序列的数量变动关系进行回归分析：选择五种指标中受最多指标影响的一项作为θ₀，对其产生影响的指标分别记为θ₁，θ₂，…，θ_m，其中m为对指标θ₀产生影响的指标个数，通过回归分析拟合得到关系式θ₀＝f(θ₁,θ₂,...,θ_m)；

Step5.构建调峰目标函数：在式θ₀＝f(θ₁,θ₂,...,θ_m)的基础上，对剩余指标θ_m+1，θ_m+2，…，θ₄采用权系数法即可将前述多目标函数转化为单一调峰目标函数，函数表达式如下：

β_i为权重系数；

(6)采用遗传算法求解步骤(5)得到的目标函数，获得电站的发电出力过程。