基于电网分区和辅助问题原理的电力系统多区域有功负荷经济调度

１ 分 布 式 有 功 负 荷 经 济 调 度
１ １ 区域 的分 割 ． 如图 １所示 ， 一个 大 的 电力 系统 分 成 两 个 重 叠 的区域 ａ和 ｂ 在 重 叠 区 域 的边 界变 量 用 向量 Ｙ来 ，
器 环境 下 可 以减少 通 信 量 并 增 加 计 算 能 力 ， 足 粗 满
粒 度计 算 的要 求 。这种 算 法最早 应 用 于 日发 电计 划
优 化 。
的 目标 函数可 表示 为
，）＝ ）＋ （ ）其 中 ， ｚ （ ｚ，
（ 为 ａ区域 总 的发 电费用 （ ） ｂ区域 总 的发 ） ｚ为 电费用 。根据 这 种假设 可 以写 出 ａ区域 的等 式约 束
有利 于编 程实 现 。最 后 ， 对所 建模 型进 行编 程 仿真 。
Ｂ＝｛Ｙ，） ｈ （ ｚ ０ ｇ （ ｚ ≤０｝ （ ｚ ： ｂＹ，）＝ ，ｂＹ，） 。
根 据分 解 协 调 法 ， 复 制 ” 界 变 量 Ｙ为 Ｙ 、 “ 边 Ｙ 分别 属 于 区域 ａ ｂ 、 。这 样 ， 于 ≥０的常数 ， （ ） 对 式 １ 就 等于 ：
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第 ３ 卷 第 １ 期 ４ １
２ ０ 年 ６ １日 ０ ６ 月
继 电器
ＲＥＬ ＡＹ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ １１ １３ ．
Ｊ ｎ．１，２ ｕ ００６
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基 于 电 网分 区 和 辅 助 问题 原 理 的 电力 系统 多 区 域 有 功 负 荷 经 济 调 度
ｈ （ Ｙ ０和 ｂ区域 的等 式约 束 ＨｂＹ，）＝ 。同 ，）＝ （ ｚ ０ 样 ， 以写 出 ａ区域 的不 等 约束 ｇ （ Ｙ ≤０和 ｂ区 可 ，） 域 的不 等约束 ｇ （ ，） 。这 样 ， 功 经 济调 度 问 Ｙ ｚ ≤０ 有 题可 以写成下 式 ：
ｍｉ ｛ （ ｎ ）＋ （ ） ｚ｝ （） １ ｝： ； ： 式 中 ： ＝｛ ， ： ，）＝ ｇ （ Ｙ） ｝ （ Ｙ） ｈ （ Ｙ ０， ， ≤０ ，
目前 ， 于 区域 划 分 和 辅 助 问题 原 理 （ Ｐ ） 基 Ａ Ｐ 的 分 解一 协调 分 布式算 法 已在优 化 潮 流 计算 ｊ状 态 、 估 计 Ｊ无 功优 化 等方 面得 到 了一 定 应 用 。本 文 、 应用 基于 区域 划 分 和 Ａ Ｐ方 法 的分 布 式 算 法 来 解 Ｐ
表 示 ， 和 ｂ区 域 的 核 心 变 量 分 别 用 向量 、 表 ａ ｚ来 示 。在重叠 区域 ， 于每 条 联 络 线 都 必 须 包 括一 条 对
且 可 以通过 约 束乘 数 的迭代 更新 来 协调各 个 区域 的 优 化 问题 。在 迭代 更新 时 ， 要 各 区域 同步进 行 ， 需 且
相 邻 区域 间数 据交 换量 非 常少 。这 样在 分 布多处 理
母线 ， 如果 没有 就建 立一 条 “ 拟母 线 ” 虚 。在 每 条联 络 线 上都有 有 功 、 功 流过母 线 ， 无 母线 上有 电压幅值 和相 角 。我 们 以发 电机 最小运 行 费用 为 目标 函数并
且 假设 在 重叠 区域 内没 有 发 电机 ， 整 个 电力 系统 则
ｔ ｖ ｒａ ｐｉｇ ｒｇｏｎ ｎ ｗｏ ｏ ｅ ｌ ｐ ｎ ｅ ｉ ｓ ａ ａ ｄ ｂ
型 的 电力 系统往 往 存 在 计 算 机 内存 不 足 ， 敛 速 度 收 慢 等维 数灾 问 题 。利用 基 于 电网分 区和辅 助 问题 原
理（ Ｐ ） Ａ Ｐ 的分 布式 优化 算法 把一 个 大 系统 从 地 理上 分 割成 各个 区域 ， 别解 决各 个 区域 的优 化 问题 ， 分 并
０ 引言
随着 电力 系统规 模 的不 断扩 大 和对实 时分 析 与 控 制要 求 的不 断提 高 ， 统 串行 算 法 分 析 计 算较 大 传
图 １ 一个 电力 系统分解成两个重 叠的区域 ａ ｂ 和
Ｆ ｇ １ Ｄｅ ｏ ｏ ｉ ｏ ｆａ ｐ ｗｅ ｙ ｔｍ ｎ ｏ ｉ ． ｃ ｍｐ ｓｔ ｎ ｏ ｏ ｒｓ ｓ ｉ ｅ ｉ ｔ
文 利 用 基 于 电 网分 区和 辅 助 问题 原 理 Ａ Ｐ Ａ ｘｌｒ ｒｂｅ ｒ ｃ ｌ） 分 布 式 并 行 优 化 模 型 来 解 决 多 区域 Ｐ （ ｕｉａｙＰｏ ｌ Ｐｉ ｉ ｅ 的 ｉ ｍ ｎｐ
有功 负荷的经济调度 ， 并且把各 个区域 内的虚拟发 电机 看成真 实发 电机 ， 导 出其 耗量特性 曲线。仿真 结果 推 表 明 ， 方法具有较强的收敛性和快速性 。 本
， 、
．
决多 区域 有功 负 荷 的 经济 调度 ， 种 多 区域 的经 济 这 调度 能够 实 现规模 经 济效 益 ， 现 更 大 范 围 的 资源 实 优化 配置 ， 高市 场效 率 。首先 ， 一实 际 电力 系统 提 对 从地 理上 进行 分 区 ， 后 应用 Ａ Ｐ原 理 建 立 与 原 问 然 Ｐ 题等 效 的并且 相 对独 立 的子分 区有功 负荷 的经 济调 度， 其次 ， 导 出虚 拟 发 电机 的 耗量 特 性 曲线 ， 推 这样
李强 ， 爱稳 赵 洪山 韩 ，
（、 １ 华北电力大学电气工程学 院， 河北 保定 ０ １０ ； ２ 邢 台勘探设计 院， ７０ ３ 、 河北 邢 台 ０ ４０ ） ５０ １ 摘 要 ：随着 电网规模的扩 大， 电网计算优化 问题 中计算时间长 、 敛速 度慢 等 问题 变得严重 。针对此 问题 ， 收 该
关 键 词 ： 电力 系统 ； 电 网分 区 ； 辅 助 问题 原 理 ； 经 济 调 度 中 图 分 类 号 ：Ｔ ７ ； Ｍ ３ Ｍ １ Ｔ ７ 文献 标 识码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ －８７ ２ ０ ） １ ０ １ ４ ０ ３４ ９ （０ ６ ｌ－ ３ － ０ ０