[发明专利]一种适用于直流电力网络优化的分布式协同控制方法

摘要

本发明公开了一种适用于直流电力网络优化的分布式协同控制方法，具体提出了一种减小线路损耗与电压调整的多目标优化问题和基于坐标下降法的分布式算法，该控制方法包括建立直流电力网络多目标优化数学模型，证明多目标优化问题是凸优化问题，并设计了一种基于坐标下降思想的分布式算法对问题进行求解。该方法在寻优过程中无需知晓线路阻抗信息，避免了网络参数波动引起的最优解偏差，能够自动寻找系统的最优经济运行点。在实际应用中，该方法每次只对一个电源节点的电压进行调整，避免了多个电源同时调节导致的调节失败，计算复杂度低，对计算机性能的要求也比较低。

主权项

1.一种适用于直流电力网络优化的分布式协同控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：(1)考虑一个含有n个电源节点m个负载节点的网状直流电力系统，利用图论理论，直流电力系统的拓扑可等效为一个图，从而得到相应的输电网络导纳矩阵根据欧姆定律，可得到每个节点注入到输电网络的电流[I_s,I_L]^T，其中I_s为电源节点的输出电流，I_L为负载节点注入网络的电流；(2)建立线路损耗优化J₁与电压调整性能指标J₂,并建立多目标优化问题，其中J＝αJ₁+βJ₂，且α+β＝1,α≥0,β≥0；其中U_S为电源节点的输出电压，U_L为负载节点注入网络的电压，U_N为负载额定电压；(3)使用改进坐标下降法的分布式算法，对上述优化问题进行求解，所述分布式算法包括如下步骤一到步骤九：步骤一：设置当前步长d＝d₀，输出电压迭代次数i＝0，电源节点序号p＝1，其中d₀为初始步长、为初始电压值，选择调节第一个电源功率；步骤二：收集负载功率、功率节点功率和负载电压进行反馈控制，而不测量难以确定的线路阻抗，且i＝i+1；步骤三：计算αJ₁+βJ₂，记为P__ob(i‑1)；步骤四：给当前电源节点电压V_spⁱ加电压步长扰动V_spⁱ＝V_sp^i‑1+d，其余节点电压保持不变；步骤五：重新计算αJ₁+βJ₂，记为P__ob(i)；步骤六：比较P__ob(i)与P__ob(i‑1)；步骤七：当|P__ob(i)‑P__ob(i‑1)|<ε时，改变当前电源的初始值，i＝0,d＝d₀,V_sp⁰＝V_sp^i‑1，选择p+1；转到步骤二；步骤八：否则，判断P__ob(i)<P__ob(i‑1)是否成立，若是，则d＝1.1d；随后转到步骤二；若否，则执行步骤九。步骤九：设置d＝‑d₀；转到步骤二。