[发明专利]一种分布式多区域输电网协同经济调度方法及计算装置

说明书

本发明提出一种分布式多区域输电网协同经济调度方法及计算装置，分布式多区域输电网协同经济调度方法首先利用了多参数规划理论中，值函数分段线性或二次凸性，且相应参数可行空间定义在有限各多边形临界域集合上的性质，以边界相角信息为参数，将多区域协同问题重新表述为多参数线性或二次规划问题；其次，以临界域图形化特性，设计块坐标下降的方式，异步协同更新各区域的边界相角，实现跨越临界域的坐标探索，在保证可行调度的同时，迭代降低系统运行经济成本；最后，设计有效的参数坐标系系统旋转策略，利用特殊次梯度方向对于下降过程的特性，保证分布式求解过程高效获得最优的经济运行成本。

技术领域

本发明涉及多区域电力调度领域，特别是一种分布式多区域输电网协同经济调度方法及计算装置。

背景技术

联络线计划的制定本质为多区域输电网协同经济调度问题，由于难以将数据完全集中在单个实体之中，需要采用分布式技术进行求解。目前实际应用中，大量互联系统仍多采用简化近似的分布式技术，经验性的制定联络线计划。一方面方法给出的结果没有理论性保证，往往过于保守，没有充分利用联络线的通道容量实现新能源的跨区调度；另一方面，没有充分考虑区域间的信息交互作用，存在隐私泄露的风险。因此，需要设计更加合理的分布式优化方法，以指导多区域输电网协同经济调度，高效实现最优联络线计划的求解。

多区域输电网协同经济调度是电力系统典型关键运行优化问题，随着新能源技术大力发展，输网的复杂度大大增加，对多区域系统的高效运行带来了巨大挑战。目前国内外学界对此也展开了大量的研究，比较主流的技术是通过直流潮流模型，应用拉格朗日或增广拉格朗日松驰，采用对偶分解的分布式方法进行求解。各输电网运营商交互边界信息更新价格信号，并通过其他运营商反馈的价格更新自己内部的调度计划，迭代至收敛时近似实现全网资源的最优配置。该类方法最关键的问题在于求解效率较低，导致总体计算成本较高。这主要是由于对偶分解方法本身并没有使输电网之间的信息得到有效交互，收敛速度慢，难以适应多区域快速实时经济调度的需求。因此需要研究一种更高效的信息交互模式下快速收敛的分布式优化方法。

对偶分解方法除了计算效率较低的问题外，还存在求解调度方案不可行的问题。具体而言，由于对偶方法松驰了耦合的边界约束，因此，在达到收敛前，所有的中间解都是不可行的。而由于实际运行场景中，往往不具有足够的计算时间使对偶分解类算法达到很高收敛的精度，中间不可性解可能被返回为调度方案。如果功率失配度较低，可通过自动发电控制单元实现功率平衡，但产生了额外高昂的调度成本；而如果失配度较高，可能导致调度不可行，造成严重安全性问题和计算损失。

目前也有部分分布式优化技术从原始分解的角度求解多区域协同经济调度问题，通过将边界信息视为耦合变量，交替更新边界相角状态和内部调度计划，实现协同经济调度问题的求解。经验上看，这些方法由于没有松驰耦合约束，通常具有更好的可行性以及收敛性。另外，对于一些特定问题，原始分解方法具有有限步收敛特性，计算效率高，很好满足互联系统快速计算需求。但是，这类方法的局限在于协调性很强，需要一个强的上级协调者，存在隐私暴露的风险；且由于协调者对各输电网的边界直接进行控制，需要各区域同步进行更新，给实际应用带来了挑战。

发明内容

为了解决现有技术无法安全高效地求解多区域协同经济调度问题的技术问题，本发明提出一种分布式多区域输电网协同经济调度方法及计算装置。

为此，本发明提出的分布式多区域输电网协同经济调度方法具体包括如下步骤：

S1、建立多区域输电网协同调度模型；

S2、执行多区域异步协同优化分布式求解。

进一步地，所述步骤S1具体包括：

S11、建立多区域互联输电系统网络结构；

S12、建立多区域协同经济调度目标函数；

S13、建立互联输电网有功功率平衡等式约束；