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专利号: 2022106110300
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2024-10-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于指定时间一致性的无初始化智能电网经济调度方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,建立智能电网经济调度问题的数学模型:包括每个分布式发电单元、发电成本函数、经济调度最小总成本、以及供需平衡和发电机功率限制约束函数;

步骤2,转化为对偶问题:将步骤1所建立的经济调度数学模型中求解目标函数最小值的问题转化为求解相应的对偶函数最大值的问题,以使系统中的发电单元与其邻居节点只需要交换拉格朗日乘子λ,而无需暴露各自的局部发电量,起到保护隐私性的作用;

步骤3,构建电力系统的通信拓扑结构:根据发电系统的发电机组布局,建立用于表示发电单元之间通信关系的有向平衡拓扑图结构;根据其通信拓扑图,可以得到步骤2中状态变量λi的交换范围;

步骤4,给定系统运行所必须的物理时间以确定可以提前指定的时间下限,然后采用指定时间一致性控制算法得到最优增量成本和最优发电功率;

所述步骤4中,然后采用指定时间一致性控制算法得到最优增量成本和最优发电功率;

首先定义一个时变标量函数;

其中 为其导数;th=t0+T, 表示起始时间;T>0为可以提前指定的收敛时间,必须要大于系统的物理时间,k>2是提前选择好的调节参数;

设计的指定时间一致性控制算法为:

pi(t)=ψi(λi(t)),      (9)其中b>0,c>0,θ>0,η>0是设计参数,αi为第i个发电机的二次项系数,ψi(·)被定义在第(5)式; 在多智能体系统中表示控制输入,λj和λi分别表示智能体i和智能体j的拉格朗日乘子,即多智能体系统中的位置状态信息;由(8)式得到最优增量成本,由(9)式得到最优发电量。

2.根据权利要求1所述的一种基于指定时间一致性的无初始化智能电网经济调度方法,其特征在于,所述步骤1中建立智能电网经济调度问题的数学模型具体包括:其中N表示发电机个数,Pi表示第i个发电机的发电功率,Ci(pi)表示第i个发电机的发电成本函数,式(2)中的系数αi,βi,γi>0表示第i个发电机的成本参数;

其中di为局部需电量, 是通信拓扑图的节点集,Pd为总需电量, 和 表示第i个发电机的发电量上下限。

3.根据权利要求2所述的一种基于指定时间一致性的无初始化智能电网经济调度方法,其特征在于,所述步骤2中转化为对偶问题的具体步骤如下:在转化对偶问题之前,需要定义如下的拉格朗日函数:λ是对应于等式约束中的拉格朗日乘子,被称为增量成本;

对于步骤三中定义的拉格朗日函数,由拉格朗日乘子法可以得到:可以得到,当满足λ1=λ2=…=λN时,总成本函数最小,系统达到最优状态;

再按如下方法将其转化为对应的对偶函数:

其中令 Di(λ)的梯度为

最优解可由如下式子表示:

其中 是 被限制在其个体发电上下限 内的反函数。

4.根据权利要求3所述的一种基于指定时间一致性的无初始化智能电网经济调度方法,其特征在于,所述步骤3根据发电系统的发电机组布局,建立用于表示发电单元之间通信关系的有向平衡拓扑图结构,具体包括:对发电单元的通信拓扑图表示如下:

用 表示拓扑关系,将每个发电单元看作一个节点,其中 为节点集, 为拓扑图的邻接矩阵, aij、 分别表示实数集、邻接矩阵的元素、所有N×N,即N行N列实矩阵的集合;

为拉普拉斯矩阵;当图中每个节点的入度和出度相等,就称为有向平衡图。