專利名稱：：一種計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化
技術領域：
，特別是涉及電力系統(tǒng)中的一種計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度的一種新方法。
背景技術：
：節(jié)能減排是緩解能源供應矛盾和環(huán)境制約矛盾的重要措施，也是提高經(jīng)濟增長和效益的一個重要途徑。電力系統(tǒng)調(diào)度的節(jié)能工作主要涉及兩個方面，即火電廠的降低煤耗以及輸電網(wǎng)絡的降低損耗。在實施節(jié)能發(fā)電調(diào)度工作時，各機組發(fā)電計劃的改變必然伴隨網(wǎng)絡潮流分布的改變，潮流的改變將引起網(wǎng)路損耗的變化。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡損耗最小的優(yōu)化調(diào)度目標可能與節(jié)約一次能源的目標相沖突，因此使煤耗和網(wǎng)損綜合最小將是節(jié)能調(diào)度的一個重要研究方向，研究一種計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法，將有效地實現(xiàn)系統(tǒng)安全運行和經(jīng)濟控制中的協(xié)調(diào)問題?，F(xiàn)有的經(jīng)濟調(diào)度方法一般不考慮網(wǎng)絡損耗，通常用不精確的B-系數(shù)法計算網(wǎng)絡損耗，無法進行計及網(wǎng)絡損耗的優(yōu)化計算。此外，現(xiàn)有的經(jīng)濟調(diào)度方法一般不考慮線路安全約束，得到的經(jīng)濟功率分配方案一般不切合實際運行中的經(jīng)濟調(diào)度。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法，該方法可使發(fā)電煤耗得到明顯降低，對提高經(jīng)濟增長和效益，減少環(huán)境污染，保障經(jīng)濟持續(xù)、快速增長具有重要作用。本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)一種計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法，包括如下步驟a.首先將網(wǎng)絡損耗折算為標準煤耗后，建立以全系統(tǒng)總煤耗最小為目標函數(shù)的網(wǎng)損修正和經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學模型，并求解出滿足安全約束的全網(wǎng)煤耗最小的發(fā)電計劃，以全系統(tǒng)總煤耗最小為目標函數(shù)的網(wǎng)損修正和經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學模型，其數(shù)學模型可表達為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>發(fā)電機耗量特性的數(shù)學表達為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>約束條件<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中式(3)是系統(tǒng)有功平衡等式約束電計劃，式(4)是發(fā)電機組的有功出力約束；式(5)是線路安全約束；其中i;^(&,):系統(tǒng)所有發(fā)電機組的總煤耗；<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>Z^4:系統(tǒng)總負荷；P^網(wǎng)絡損耗；Y:有功損耗折算成煤耗的換算系數(shù)；Pci:發(fā)電機母線i的實際出力；P^in:發(fā)電機母線i的最小出力；Pc;^:發(fā)電機母線i的最大出力；Pij:支路ij上的潮流；Pi—:支路iJ的約束條件;b.將節(jié)能調(diào)度數(shù)學模型轉(zhuǎn)換成后min:4xT^X+G^Z+C獲取優(yōu)化后的發(fā)lf發(fā)電機耗量函數(shù)式(2)帶入優(yōu)化目標函數(shù)式(1)中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>由式minF=+GrX+C得出<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>c.將節(jié)能調(diào)度的約束條件線性化有功平衡等式約束線性化因為在給定時間內(nèi)負荷是常數(shù)，通過下面的方法將有功平衡等式約束線性化，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>(6)支路功率約束線性化支路有功可表示為(7)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>射Pij:支路ij始端有功功率；Vi:節(jié)點i的節(jié)點電壓；9ij:支路ij始末兩端相角差；bij:支路ij的電納；gij:支路ij的電導；通過線性化方程(7)得A=《"("&sin《△&+~cos《A^)(8)對于高壓網(wǎng)絡，支路ij始末兩端相角差e非常小，因此有如下近似sin6*y.s0cos《s1(9)(10)另外，假設電壓為l.Op.u.且支路電阻遠大于電抗，則尺々'尺；+X0ni)《—-X.H2)將(9)-(12)代入(10)得方程(13)可表達成矩陣形式，艮卩APb=B'A9(14)其中矩陣B'的元素為1(13)足乂力'(15)(16)節(jié)點注入方程為尸g,-尸o,=d^cos《+6,sin&)(17)將式(17)線性化<=^tG(-&sin《△《+~cos《A《)8(18)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>方程式(18)可表達成矩陣形式，艮卩APG=HA9(19)方程(19)表達了發(fā)電機有功輸出增量與節(jié)電電壓相角增量的關系；根據(jù)方程(14)和方程(19)可得支路有功功率增量與發(fā)電機有功輸出增::的線性即(20)APb=B'A9=B'H—1APG射D=B'H—1(21)稱為支路有功功率對發(fā)電機有功輸出的線性靈敏度；因此，線性化的支路功率約束為lDAPj《APb隨(22)APb^的元素APij^可由下式計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(23)d.節(jié)能調(diào)度模型的求解；根據(jù)上述模型求解結(jié)果，調(diào)節(jié)相應發(fā)電控制機組的煤耗:進一步，所述數(shù)學模型(24)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>(25)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>計算步驟為bl選擇初始點XIb2計算Al:=AX1b3計算A:=B-AX1b4取最大值Amax:=max|Ai|b5如果Amax<e轉(zhuǎn)到b10.否則繼續(xù)計算b6計算":+，^)—卞<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>b8如果R+l>0，XI:=XIX(1+U)轉(zhuǎn)到b3，否則繼續(xù)計算b9計算QB:=-1/R，XI:=XI*(1+QB*U)轉(zhuǎn)到b3b10計算Dk:=diag[Xl，X2，.......，Xn]bll計算Bk:=ADkifW>00099]b12計算0100]4/:=^a]dJ^^+G]0101]b13計算/10102]A:=——,Y<0;尸0103]Pi:=106，Y>00104]wherer=mini0105]b14計算酬『0107]P2:=106，ifW《00108]whereW=(Dkdpk)TQ(Dkdpk)0109]bl50110]Xk+1:=Xk+a(PDkdpk)，O川]whereP=min[P"P2];0112]a(<0)isavariablestep.0113]進行下次迭代計算，直到收斂條件滿足dpk<e。0114]本發(fā)明在模型求解中可利用改進的內(nèi)點法原理進行求解，其求解過程如下0115]—般的內(nèi)點法很大程度上依賴于初始點的選擇，如果初始點選擇不理想，內(nèi)點法計算可能不收驗；另外，一般的內(nèi)點法主要采用的是線性模型，其計算步驟也是基于線性模型推導而成的。這也使得一般內(nèi)點法計算的精確度不可能很高。為此，本發(fā)明對內(nèi)點法求進行改進?；舅悸肥且灰岣邇?yōu)化計算的精確度，為此，將節(jié)能調(diào)度的數(shù)學模型轉(zhuǎn)換成二次模型，而非一般內(nèi)點法采用的線性模型；二是克服一般內(nèi)點法依賴于初始點選擇的情況，使改進內(nèi)點法不受初始點選擇的約束，即在任意選擇的初始點情況下都可得到優(yōu)化解。對節(jié)能調(diào)度的優(yōu)化來說，即使初始發(fā)電計劃不理想或不能滿足約束，也都可用本方法獲得優(yōu)化解。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、本發(fā)明將網(wǎng)絡損耗折算為標準煤耗后(網(wǎng)損修正)，建立以全系統(tǒng)總煤耗最小為目標函數(shù)的網(wǎng)損修正和經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學模型，并求解出滿足安全約束的全網(wǎng)煤耗最小的發(fā)電計劃，以全系統(tǒng)總煤耗最小為目標函數(shù)的網(wǎng)損修正和經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學模型，并根據(jù)上述節(jié)能調(diào)度模型求解結(jié)果，調(diào)節(jié)相應自動發(fā)電控制機組，可使發(fā)電煤耗得到明顯降低，對提高經(jīng)濟增長和效益，減少環(huán)境污染，保障經(jīng)濟持續(xù)、快速增長具有重要作用。2、本發(fā)明通過采集電網(wǎng)中各個發(fā)電機組節(jié)點的EMS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，在任意選擇的初始點情況下都可得到優(yōu)化解，提高優(yōu)化計算的精確度；對節(jié)能調(diào)度的優(yōu)化來說，即使初始發(fā)電計劃不理想或不能滿足約束，也都可用本方法獲得優(yōu)化。圖1為本發(fā)明提供計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度流程圖。圖2為本發(fā)明提供的數(shù)據(jù)采集流程圖。圖3為IEEE30節(jié)點的系統(tǒng)結(jié)構圖。具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細說明?！N計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法，包括如下步驟(見圖1和圖2):a.首先將網(wǎng)絡損耗折算為標準煤耗后(網(wǎng)損修正)，建立以全系統(tǒng)總煤耗最小為目標函數(shù)的網(wǎng)損修正和經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學模型，并求解出滿足安全約束的全網(wǎng)煤耗最小的發(fā)電計劃，以全系統(tǒng)總煤耗最小為目標函數(shù)的網(wǎng)損修正和經(jīng)濟調(diào)度數(shù)學模型，其數(shù)學模型可表達為0126]0127]0128]0129]0130]0131]0132]0133]0134]0135]0136]0137]0139]0140]0141]0142]0143]0144]0145]0146]電計劃，min'=i(i)發(fā)電機耗量特性的數(shù)學表達為Fi(P°Gi)=aPGi2+bPGi+c約束條件(2)(3)《P'《P《PcNijmaNT其中式(3)是系統(tǒng)有功平衡等式約束；式(4)是發(fā)電機組的有功出力約束；式(5)是線路安全約束；其中::系統(tǒng)所有發(fā)電機組的總煤耗;(4)(5)/=10138]5]戶漢系統(tǒng)總負荷P^網(wǎng)絡損耗；Y:有功損耗折算成煤耗的換算系數(shù)Pci:發(fā)電機母線i的實際出力；P^in:發(fā)電機母線i的最小出力；Pc;^:發(fā)電機母線i的最大出力；Pij:支路ij上的潮流、流Pijmax:支路iJ的約束條件;1b.將節(jié)能調(diào)度數(shù)學模型轉(zhuǎn)換成后minF=^"ZT01+^尤+C獲取優(yōu)化后的發(fā)將發(fā)電機耗量函數(shù)式(2)帶入優(yōu)化目標函數(shù)式(1)中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>c.將節(jié)能調(diào)度的約束條件線性化有功平衡等式約束線性化因為在給定時間內(nèi)負荷是常數(shù)，通過下面的方法將有功平衡等式約束線性化，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>[2]支路功率約束線性化支路有功可表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>射Pij:支路ij始端有功功率；Vi:節(jié)點i的節(jié)點電壓；9ij:支路ij始末兩端相角差；bij:支路ij的電納；gij:支路ij的電導；通過線性化方程(7)得(7)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>(8)對于高壓網(wǎng)絡，支路ij始末兩端相角差eij非常小，因此有如下近似(10)另外，假設電壓為l.Op.u.且支路電阻遠大于電抗，則尺<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage14</formula>S．t．AX—B(25)X≥0計算步驟為bl選擇初始點Xlb2計算A1一AXIb3計算A一B-AXlb4取最大值Amax一max厶ib5如果Amax<s轉(zhuǎn)到b10．否則繼續(xù)計算b6計算U[XI(A1AI’’一’扛]b7R一min{U、}b8如果R+I≥0，X1一X1×(I+U)轉(zhuǎn)到b3，否則繼續(xù)計算b9計算QB一一1／R，X1一Xl*(I+QB*U)轉(zhuǎn)到b3blO計算Dk一diag[X1，X2，．．．．．．．，Xn]b11計算Bk一ADkb12計算中‘=田‘J真Bkr)“Bkb‘LOJ‘+G]b13計算Pl一一1，Y<0尸p、一10‘，Y≥0WhcrCrmin山川b14計算p，一10‘，ifW≤0whereW一(Dkdp“)’Q(Dkdp“)b15X”’一Xk+o(pDkdp“)，wherep—min[p、，p，]；o(<0)iSaVariablestep．進行下次迭代計算，直到收斂條件滿足如“<s。本實施例l參見圖3，以IEEE30節(jié)點系統(tǒng)為例，對本發(fā)明建立的模型進行檢驗。30節(jié)點系統(tǒng)包括5個發(fā)電機單元，21個負荷，41條傳輸線/變壓器。發(fā)電機的耗量函數(shù)為二次曲線，函數(shù)表達式為《■■-—++c;耗量參數(shù)數(shù)據(jù)由表1所示，網(wǎng)損修正前后的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法的計算結(jié)果對比見表2和表3。表lIEEE30節(jié)點系統(tǒng)發(fā)電機耗量函數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表3IEEE30節(jié)點系統(tǒng)總耗量計算結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表2則分別列出了網(wǎng)損修正前后的發(fā)電計劃，表3列出了網(wǎng)損修正前后獨立的系統(tǒng)總網(wǎng)損和系統(tǒng)耗量。輸入?yún)?shù)節(jié)能調(diào)度所需的系統(tǒng)基本模型和相關參數(shù)1)系統(tǒng)基本參數(shù)a.支路參數(shù)IF匪，IT0，R，X，B，TAP,S恵，S恵C，TAP恵，TAPMIN說明IFR0M-支路始端節(jié)點號，ITO-支路末端節(jié)點號R-支路電阻x-支路電抗B-線路充電功率(1/2)TAP-變壓器支路變比SMAX-支路最大功率輸出約束SMAXC-支路故障最大功率輸出約束TAPMAX-變壓器支路最大變比TAPMIN-變壓器支路最小變比IEEE30實例(參照附圖3)IF匪，ITO，R，X，B，TAP,S恵，S恵C，TAP恵，TAPMIN12.01920.05750.02640.000130.00130.000.000.001304520.18520.02040.000100.00100.000.000.0024.05700.17370.01840.00072.0072.000.000.0034.01320.03790.00420.000100.00100.000.000.0025.0472019830.02090.000130.00130.000.000.0026.0581017630.01870.000100.00100.000.000.0046.01190.0414000450.000105.00105.000.000.00570460011600.01020.000130.00130.000.000.00670267008200.00850.000130.00130.000.000.0068．01200．04200．00450．00045．0055．00o．ooo．oo96．00000．20800．00001．00065．0065．001．10o．90106．00000．55600．00000．99965．0065．001．10o．90911．00000．20800．00000．00065．0065．00o．ooo．oo910．00000．11000．00000．00065．0065．00o．ooo．oo124．00000．25600．00001．olo65．oo65．oo1．10o．901213．00000．14000．00000．000130．oo130．ooo．ooo．oo1214．12310．25590．00000．00065．0065．00o．ooo．oo1215．06620．13040．00000．00045．0055．00o．ooo．oo1216．09450．19870．00000．00065．0065．00o．ooo．oo1415．22100．19970．00000．00032．0032．00o．ooo．oo1617．08240．19230．00000．00032．0032．00o．ooo．oo1518．10730．21850．00000．00032．0032．00o．ooo．oo1819．06390．12920．00000．00032．0032．00o．ooo．oo1920．03400．06800．00000．00032．0032．00o．ooo．oo1020．09360．20900．00000．00012．oo16．ooo．ooo．oo1017．03240．08450．00000．00032．0032．00o．ooo．oo1021．03480．07490．00000．00032．0032．00o．ooo．oo1022．07270．14990．00000．00032．0032．00o．ooo．oo2l22．ol160．02360．00000．00032．0032．000.000.001523100002020000000.00032.0032.000.000.00222411500.1790000000.00032.0032.000.000.002324.13200.2700000000.00032.0032.000.000.002425.18850.3292000000.00032.0032.000.000.002526.254403800000000.00032.0032.000.000.002527.10930.2087000000.00032.0032.000.000.00272800000.3960000000.99965.0065.001.100.902729.219804153000000.00032.0032.000.000.002730.32020.6027000000.00012.0019.000.000.002930.23990.4533000000.00032.0032.000.000.008280636020000.02140.00065.0065.000.000.0062801690.05990.00650.00065.0065.000.000.00b.節(jié)點參數(shù)BUSTYP，IBUS，PGEN，QGEN，PL0AD，QLOAD，PMAXl，PMIN1，QMAXl，QMIN1，VOLT，ANGLE,V皿p，Vnlo，Vcup，Vclo，Qgcup，Qgclo，Ownregn說明BUSTYP-節(jié)點類型IBUS-節(jié)點號PGEN-發(fā)電機有功出力QGEN-發(fā)電機無功出力PLOAD-節(jié)點有功負荷QLOAD-節(jié)點無功負荷P恵-發(fā)電機有功最大出力PMIN-發(fā)電機有功最小出力Q恵-發(fā)電機無功最大出力QMIN-發(fā)電機無功最小出力VOL／一節(jié)點初始電壓ANGLE一節(jié)點初始電壓相角Vnup一節(jié)點電壓上限Vnlo一節(jié)點電壓下限Vcup一節(jié)點故障電壓上限Vclo一節(jié)點故障電壓下限Ogcup一發(fā)電機故障無功最大出力Ogclo一發(fā)電機故障無功最小出力Ownregn一節(jié)點所在區(qū)IEEE30實例(參照附圖3)BUS／YP，IBUS，PGEN，OGEN，PLOAD，OLOAD，PMAXl，PMINl，QMAXl，OMINl，VOLT，ANGLE，Vnup，Vnlo，Vcup，Vclo，Ogcup，Ogclo，Ownregn3l51．3lo．oo．ooo．002000．0．999．0—99．01．0500．01．050．901．05o．90999．00—99．0l2259．480．021．712．71600．0．60．0—40．01．0400．01．05o．901．05o．9060．00—40．0ll3o．ooo．o2．401．20o．ooo．o．ooo．oo1．0000．01．050．901．05o．90o．ooo．ooll4o．ooo．o7．601．60o．ooo．o．ooo．oo1．0000．01．050．901．05o．90o．ooo．ool2560．570．094．2019．o1700．0．80．0—40．01．0200．01．050．901．05o．9090．00—40．0ll6o．ooo．oo．ooo．ooo．ooo．o．ooo．oo1．0000．01．050．901．05o．90o．ooo．ooll7o．ooo．o22．80lo．9o．ooo．o．ooo．oo1．0000．01．05o．901．05o．90o．ooo．ooll8o．ooo．o30．oo30．oo．ooo．o．ooo．oo1．0000．01．050．901．05o．90o．ooo．ooll9o．ooo．oo．ooo．ooo．ooo．o．ooo．oo1．0000．01．050．901．05o．90o．ooo．oo11100.000.05.802.000.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.00121157.370.00.000.001600.0.40.0_6.01.0300.01.050.901.050.9040.00_6.011120.000.011.207.50.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.00121359.320.00.000.001600.0.50.0-10.01.0300.01.050.901.050.9050.00-10.011140.000.06.201.600.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011150.000.08.202.500.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011160.000.03.501.800.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011170.000.09.005.800.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011180.000.03.200.900.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011190.000.09.503.400.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011200.000.02.200.700.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011210.000.017.5011.20.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0011220.000.00.000.000.000.0.000.001.0000.01.050.901.050.900.000.0010.000.000.000.000.000.000.00.01231.0000.00.901.051241.0000.00.901.051251.0000.00.901.051261.0000.00.901.051271.0000.00.901.051281.0000.00.901.051291.050.9011.050.901.05300.001.050.900.001.050.900.001.050.900.001.050.900.001.050.900.001.050.900.000.900.000.03.201.600.000.0.000.000.0010.08.706.700.000.0.000.000.0010.00.000.000.000.0.000.000.0010.03.502.300.000.0.000.000.0010.00.000.000.000.0.000.000.0010.00.000.000.000.0.0010.900.000.0.000.001.0000.000.00.000.00.002.400.0010.6011.900.000.0.000.001.0001.050.900.000.0012)經(jīng)濟調(diào)度參數(shù)PGNO，ALPHA,BETA,GA薩，PGMIN，PGMAX，AGCSTATUS，PGCTG，PGGRC說明PGNO-發(fā)電機節(jié)點號ALPHA-發(fā)電機(廠)煤耗曲線常數(shù)項BETA-發(fā)電機(廠)煤耗曲線一次項GAMMA-發(fā)電機(廠)煤耗曲線二次項PGMIN-發(fā)電機有功最小出力PGMAX-發(fā)電機有功最大出力AGCSTATUS-發(fā)電機AGC狀態(tài)AGCSTATUS=1，表示AGC狀態(tài)，即可調(diào)機組AGCSTATUS=0，表示非AGC狀態(tài)，即不可調(diào)機組PGCTG-發(fā)電機停運或故障檢修狀態(tài)PGCTG=l，表示發(fā)電機投入運行PGCTG=O，表示發(fā)電機停運或故障檢修21</mo><mo>+</mo><mi>γ</mi><msub><mi>P</mi><mi>L</mi></msub><mo>=</mo><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mrow><mi>N</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow></munderover><mo>[</mo><msub><mi>a</mi><mi>i</mi></msub><msup><msub><mi>P</mi><mi>Gi</mi></msub><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>P</mi><mi>Gi</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>c</mi><mi>i</mi></msub><mo>]</mo></mrow>其中aN+1＝0bN+1＝rcN+1＝0PG(N+1)＝PL由式<mrow><mi>min</mi><mi>F</mi><mo>=</mo><mfrac><mn>1</mn><mn>2</mn></mfrac><msup><mi>X</mi><mi>T</mi></msup><mi>QX</mi><mo>+</mo><msup><mi>G</mi><mi>T</mi></msup><mi>X</mi><mo>+</mo><mi>C</mi></mrow>得出<mrow><msup><mi>X</mi><mi>T</mi></msup><mo>=</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>G</mi><mi>T</mi></msubsup><mo>=</mo><mo>[</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>G</mi><mn>1</mn></mrow></msub><mo>,</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>G</mi><mn>2</mn></mrow></msub><mo>,</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>.</mo><mo>,</mo><msub><mi>P</mi><mi>GN</mi></msub><mo>,</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>G</mi><mrow><mo>(</mo><mi>N</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></msub><mo>]</mo></mrow><mrow><mi>X</mi><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mi>G</mi></msub><mo>=</mo><mfencedopen='['close=']'><mtable><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>G</mi><mn>1</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>G</mi><mn>2</mn></mrow></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>·</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>·</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><mo>·</mo></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mi>GN</mi></msub></mtd></mtr><mtr><mtd><msub><mi>P</mi><mrow><mi>G</mi><mrow><mo>(</mo><mi>N</mi><mo>+</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow></mrow></msub></mtd></mtr></mtable></mfenced></mrow>GT＝[b1，b2…，bN，bN+1]C＝[c1，c2…，cN，cN+1]c.將節(jié)能調(diào)度的約束條件線性化[1]有功平衡等式約束線性化因為在給定時間內(nèi)負荷是常數(shù)，通過下面的方法將有功平衡等式約束線性化，即<mrow><munder><mi>Σ</mi><mrow><mi>i</mi><mo>∈</mo><mi>NG</mi></mrow></munder><mrow><mo>(</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mfrac><mrow><mo>∂</mo><msub><mi>P</mi><mi>L</mi></msub></mrow><mrow><mo>∂</mo><msub><mi>P</mi><mi>Gi</mi></msub></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow><msub><mo>|</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>Gi</mi><mn>0</mn></msubsup></msub><mi>Δ</mi><msub><mi>P</mi><mi>Gi</mi></msub><mo>=</mo><mn>0</mn><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>6</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>[2]支路功率約束線性化支路有功可表示為<mrow><msub><mi>P</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>V</mi><mi>i</mi><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>g</mi><mi>ij</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>V</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>g</mi><mi>ij</mi></msub><mi>cos</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mi>sin</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>7</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>其中Pij支路ij始端有功功率；Vi節(jié)點i的節(jié)點電壓；θij支路ij始末兩端相角差；bij支路ij的電納；gij支路ij的電導；通過線性化方程(7)得<mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>P</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><msubsup><mi>V</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup><msubsup><mi>V</mi><mi>j</mi><mn>0</mn></msubsup><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><mi>g</mi><mi>ij</mi></msub><mi>sin</mi><msubsup><mi>θ</mi><mi>ij</mi><mn>0</mn></msubsup><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mi>cos</mi><msubsup><mi>θ</mi><mi>ij</mi><mn>0</mn></msubsup><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>8</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>對于高壓網(wǎng)絡，支路ij始末兩端相角差θij非常小，因此有如下近似<mrow><mi>sin</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>≅</mo><mn>0</mn><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>9</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mi>cos</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>≅</mo><mn>1</mn><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>10</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>另外，假設電壓為1.0p.u.且支路電阻遠大于電抗，則<mrow><msub><mi>g</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>R</mi><mi>ij</mi></msub><mrow><msubsup><mi>R</mi><mi>ij</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>X</mi><mi>ij</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac><mo>≈</mo><mn>0</mn><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>11</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><msub><mi>X</mi><mi>ij</mi></msub><mrow><msubsup><mi>R</mi><mi>ij</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msubsup><mi>X</mi><mi>ij</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow></mfrac><mo>≈</mo><mo>-</mo><mfrac><msub><mi>X</mi><mi>ij</mi></msub><msubsup><mi>X</mi><mi>ij</mi><mn>2</mn></msubsup></mfrac><mo>≈</mo><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>X</mi><mi>ij</mi></msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>12</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>將(9)-(12)代入(10)得<mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>P</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>i</mi></msub><mo>-</mo><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>j</mi></msub></mrow><msub><mi>X</mi><mi>ij</mi></msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>13</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>方程(13)可表達成矩陣形式，即ΔPb＝B′Δθ(14)其中矩陣B′的元素為<mrow><msub><msup><mi>B</mi><mo>′</mo></msup><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><mn>1</mn><msub><mi>X</mi><mi>ij</mi></msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>15</mn><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><msub><msup><mi>B</mi><mo>′</mo></msup><mi>ii</mi></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><munderover><mi>Σ</mi><mover><mrow><mi>j</mi><mo>≠</mo><mi>i</mi></mrow><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow></mover><mi>n</mi></munderover><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>16</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>節(jié)點注入方程為<mrow><msub><mi>P</mi><mi>Gi</mi></msub><mo>-</mo><msub><mi>P</mi><mi>Di</mi></msub><mo>=</mo><msub><mi>V</mi><mi>i</mi></msub><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msub><mi>V</mi><mi>j</mi></msub><mrow><mo>(</mo><msub><mi>g</mi><mi>ij</mi></msub><mi>cos</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mi>sin</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>17</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>將式(17)線性化<mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>P</mi><mi>Gi</mi></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>V</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msubsup><mi>V</mi><mi>j</mi><mn>0</mn></msubsup><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><mi>g</mi><mi>ij</mi></msub><mi>sin</mi><msubsup><mi>θ</mi><mi>ij</mi><mn>0</mn></msubsup><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mi>cos</mi><msubsup><mi>θ</mi><mi>ij</mi><mn>0</mn></msubsup><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>)</mo></mrow></mrow><mrow><mo>=</mo><msubsup><mi>V</mi><mi>i</mi><mn>0</mn></msubsup><munderover><mi>Σ</mi><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><msubsup><mi>V</mi><mi>j</mi><mn>0</mn></msubsup><mrow><mo>(</mo><mo>-</mo><msub><mi>g</mi><mi>ij</mi></msub><mi>sin</mi><msubsup><mi>θ</mi><mi>ij</mi><mn>0</mn></msubsup><mo>+</mo><msub><mi>b</mi><mi>ij</mi></msub><mi>cos</mi><msubsup><mi>θ</mi><mi>ij</mi><mn>0</mn></msubsup><mo>)</mo></mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>θ</mi><mi>ij</mi></msub><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>18</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>方程式(18)可表達成矩陣形式，即ΔPG＝HΔθ(19)方程(19)表達了發(fā)電機有功輸出增量與節(jié)電電壓相角增量的關系；根據(jù)方程(14)和方程(19)可得支路有功功率增量與發(fā)電機有功輸出增量的線性關系，即ΔPb＝B′Δθ＝B′H-1ΔPG＝DΔPG(20)其中D＝B′H-1(21)稱為支路有功功率對發(fā)電機有功輸出的線性靈敏度；因此，線性化的支路功率約束為|DΔPG|≤ΔPbmax(22)ΔPbmax的元素ΔPijmax可由下式計算<mrow><mi>Δ</mi><msub><mi>P</mi><mrow><mi>ij</mi><mi>max</mi></mrow></msub><mo>=</mo><msub><mi>P</mi><mrow><mi>ij</mi><mi>max</mi></mrow></msub><mo>-</mo><msubsup><mi>P</mi><mi>ij</mi><mn>0</mn></msubsup><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow><mo>(</mo><mn>23</mn><mo>)</mo></mrow></mrow>d.節(jié)能調(diào)度模型的求解；根據(jù)上述模型求解結(jié)果，調(diào)節(jié)相應發(fā)電控制機組的煤耗。F200910191706XC00013.tif,F200910191706XC00014.tif,F200910191706XC00026.tif2.根據(jù)權利要求1所述的計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法，其特征在于，所述數(shù)學模型<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>計算步驟為bl選擇初始點Xlb2計算A1:二AX1b3計算A:二B-AX1b4取最大值Amax:=max|Ai|b5如果Amax<e轉(zhuǎn)到b10.否則繼續(xù)計算b6計算f/:=ljl(JL41r)-b7R:=min(Ui)b8如果R+1》0，XI:=XIX(1+U)轉(zhuǎn)到b3，否則繼續(xù)計算b9計算QB:二_1/R，XI:=XI*(1+QB*U)轉(zhuǎn)到b3b10計算Dk:=diag[Xl，X2，.......，Xn]bll計算Bk:=ADkb12計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>P2:=106，ifW《0whereW=(Dkdpk)TQ(Dkdpk)bl5Xk+1:=xk+a(線dpk)，whereP:min[!3"P2];a(<O)isavariablestep,進行下次迭代計算，直到收斂條件滿足dpk〈e全文摘要本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動化
技術領域：
，特別是涉及電力系統(tǒng)中的一種計及安全約束和網(wǎng)損修正的節(jié)能發(fā)電調(diào)度方法，該方法包括以下步驟a.首先提出以全系統(tǒng)總煤耗最小為目標函數(shù)的網(wǎng)損修正和經(jīng)濟調(diào)度的數(shù)學模型，其數(shù)學模為minb.將節(jié)能調(diào)度數(shù)學模型轉(zhuǎn)換成min后獲取優(yōu)化后的發(fā)電計劃；c.將節(jié)能調(diào)度的約束條件線性化；d.節(jié)能調(diào)度模型的求解，并根據(jù)模型求解結(jié)果，調(diào)節(jié)相應自動發(fā)電控制機組的煤耗。本發(fā)明可使發(fā)電煤耗得到明顯降低，對提高經(jīng)濟增長和效益，減少環(huán)境污染，保障經(jīng)濟持續(xù)、快速增長具有重要作用。文檔編號H02J3/00GK101719668SQ20091019170公開日2010年6月2日申請日期2009年12月3日優(yōu)先權日2009年12月3日發(fā)明者孫斌,林成,熊小伏,秦志龍,趙維興,陳星田申請人:重慶大學;貴州電力調(diào)度通信局