[发明专利]考虑多能互补设备特性的电力系统协调控制方法

权利要求书

1.考虑多能互补设备特性的电力系统协调控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，测量本地频率偏移、传输线功率与热负荷需求；

步骤(2)，构建以多个能源站成本最小为目标函数的协调优化模型；所述的协调优化模型还包括网络拓扑约束、发电机模型和安全限制约束；

步骤(3)，通过与邻接母线的通讯获得对偶乘子参数信息后，结合步骤(1)的本地测量数据，采用步骤(2)构建的协调优化模型，计算电热耦合元件的电热功率输出的调整；

步骤(4)，将步骤(3)计算得到的结果发送至本地能源站，进行执行；

步骤(2)中，所述的协调优化模型如下：

其网络拓扑约束为：

发电机模型和安全限制约束为：

其中，E＝{1,2,3,...,n}表示电力系统母线集合，n为母线数；L_s＝E×E表示电力系统传输线；电力系统中母线分为两类：发电机母线E_G和负荷母线E_LD，即E＝E_G∪E_LD；P_ij表示母线i到母线j的传输线功率调整值；B_ij是一个由母线i和j之间传输线决定的常数；B_ki是一个由母线k和i之间传输线决定的常数；h_i是母线i的能源站的热功率输出的调整值；ω_i为母线i的频率偏差；P_iⁱⁿ为母线i不可控电功率注入偏差值，D_i为母线i阻尼系数；热功率是母线i的负荷热功率偏差值；K₊表示电热耦合设备可行域的上边界集合，K_-表示电热耦合设备下边界集合；U_k,i，ν_k,i，K_k,i为描述位于母线i的CHP机组的第k个可行域上边界系数，U_n，i，ν_n,i，K_n,i为描述位于母线i的CHP机组的第k个可行域下边界系数；p_i和是母线i的电功率输出的上下边界，p_i是母线i的电功率输出；P_ij和是传输线功率的上下限，和分别指位于母线i的建筑热惯性功率的上下限；为母线i的热惯性功率；集合L_s,in指的是同一控制区域内的传输线，in指的是在同一区域的意思，如果没划分控制区域，则L_s,in＝L_s；C_i,e(p_i)表示母线i的发电成本关于p_i的函数，下标e表示是发电；C_i,h(h_i)表示母线i的发热成本关于h_i的函数，下标h表示发热；是母线i的惩罚系数；是母线i的虚拟相角，是母线j的虚拟相角，是母线k的虚拟相角；

步骤(3)中，采用步骤(2)构建的协调优化模型，计算电热耦合元件的电热功率输出的调整采用原对偶分解法；

原对偶分解法的具体方法为：

令α＝[γ,δ,σ]，消去ω后优化问题(8a)～(8h)的拉格朗日方程为：

消去对偶变量λ_Ld：

其中λ＝[λ_G,λ_Ld]，λ_G、λ_Ld分别是发电机节点、负荷节点对应的拉格朗日乘子；

由于(11)需要测量节点的功率注入P_iⁱⁿ：

为了消除对P_iⁱⁿ的测量，引入中间变量r_i：

其中，是正的步长系数；μ_i是母线i的由对于约束(8c)的拉格朗日乘子，μ_j是母线j的由对于约束(8c)的拉格朗日乘子；μ_k是母线k的由对于约束(8c)的拉格朗日乘子；

基于原对偶分解法，其他变量为：

其中，γ为γ_i的矩阵，δ为δ_i的矩阵，σ为σ_ij的矩阵；为(8f)对应的对偶变量，为母线i的p_i-p_i≥0的对偶变量，为母线i的的对偶变量；δ_i＝[δ_i⁺,δ_i^-]，为(8g)对应的对偶变量，δ_i⁺为母线i的的对偶变量，δ_i^-为母线i的的对偶变量；为(8g)对应的对偶变量，为母线i到母线j传输线的的对偶变量，为母线i到母线j传输线的的对偶变量；ζ＝[ζ^k,ζⁿ]表示发电机上边界(8d)、下边界(8e)对应的拉格朗日乘子向量，其中表示第i个母线的(8d)对应的拉格朗日乘子，表示第i个母线的(8e)对应的拉格朗日乘子；表示计算变量时的步长；表示计算变量λ_i时给定的步长；表示计算变量p_i时的步长，表示计算变量h_i时的步长，表示计算变量P_ij时的步长，表示计算变量时的步长，表示计算变量ζ_iⁿ时的步长，表示计算变量时的步长，表示计算变量时的步长，表示计算变量时的步长，表示计算变量δ_i⁺时的步长，表示计算变量时的步长，表示计算变量时的步长，表示计算变量时的步长；算子表示如果w0或v0，其他情况下

2.根据权利要求1所述的考虑多能互补设备特性的电力系统协调控制方法，其特征在于，取值为1。