一种电力系统的运行控制方法及系统与流程

allin2025-03-05  59


本发明涉及电力系统运行控制领域,尤其涉及一种电力系统的运行控制方法及系统。


背景技术:

1、随着电力电网系统的发展,世界上可再生能源装机容量在不断提升,但可再生能源固有的不确定性、波动性和抗峰值特性,加上集中式和分布式等接入方式的多样化,以及电动汽车和储能系统等柔性负荷的兴起,对电力系统运行的安全、稳定和经济高效运行提出了重大挑战。

2、目前,现有技术的对电网系统进行运行调控主要采用的模型协同优化方法是通过将双层协同优化调控模型等效转化为单层模型,再进行模型有效求解,现有技术所述方法虽然能够求得模型的真实解,但是缺乏对多个共存实体的系统进行综合考量,在面对多实体系统的电网时求解难度大和结果应用局限性大,从而导致无法应对多实体系统出现动态变化或异常状态时及时进行系统间调控,影响了系统运行的整体稳定性。


技术实现思路

1、基于上述问题,本发明提出了一种电力系统的运行控制方法及系统,解决现有技术未能适应电力系统各组块的动态变化以使系统应对策略调整不及时导致系统运行稳定性不高的问题。

2、为实现上述目的,本发明实施例提供了一种电力系统的运行控制方法,包括:通过对第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型匹配对应的模型约束,得到第二领导者博弈模型和若干第二参与者博弈模型;其中,所述第一领导者博弈模型和所述若干第一参与者博弈模型是根据领导者及若干参与者的对应优化目标构建得到的,所述第二领导者博弈模型的模型约束由所述若干第二参与者博弈模型的模型约束组成;

3、根据预设优化策略,通过对所述第二领导者博弈模型和各第二参与者博弈模型分别进行优化目标求解,得到参与者优化解和领导者优化解;

4、更新所述领导者优化解和所述参与者优化解直至满足stackelberg均衡,得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解;

5、根据所述领导者唯一最优解和所述参与者唯一最优解,对系统运行状态进行控制。

6、本发明实施例提出一种电力系统的运行控制方法,通过构建领导者模型及参与者模型将系统中多实体进行划分,避免了多实体系统在出现动态变化时缺乏对各实体进行综合考量导致系统运行调控不稳定的情况,再通过对领导者模型及参与者模型的求解和多次迭代,使得多实体间存在stackelberg均衡,还基于全局协调优化结果,以减载损失和电网损失最小为目标,以输出功率和负荷切换为控制变量,制定了超短期滚动控制策略,有效地实现了每个追随者与微网领导者之间的利益和谐平衡,有助于电力系统运行的整体效率和稳定性。

7、进一步的,所述通过对第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型匹配对应的模型约束,得到第二领导者博弈模型和若干第二参与者博弈模型;其中,所述第一领导者博弈模型和所述若干第一参与者博弈模型是根据领导者及若干参与者的对应优化目标构建得到的,所述第二领导者博弈模型的模型约束由所述若干第二参与者博弈模型的模型约束组成,具体为:

8、获取电力系统中的领导者及若干参与者;其中,每个领导者配备若干参与者;

9、根据预设优化目标,通过对领导者及其对应的若干参与者分别进行目标函数求解,得到第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型;

10、根据所述领导者的运行参数及所述若干参与者的运行参数,构建领导者模型约束和若干参与者模型约束;

11、通过第一领导者博弈模型匹配领导者模型约束,得到第二领导者博弈模型;

12、通过若干第一参与者博弈模型匹配领导者模型约束及对应的若干参与者模型约束,得到若干第二参与者博弈模型。

13、进一步的,所述根据预设优化策略,通过对所述第二领导者博弈模型和各第二参与者博弈模型分别进行优化目标求解,得到参与者优化解和领导者优化解,具体为:

14、当将预设优化策略输入至所述第二领导者博弈模型进行优化目标求解,得到第一优化解;

15、根据所述第一优化解,所述若干参与者通过调整自身调度策略,得到参与者优化解;

16、当将预设优化策略输入至所述各第二参与者博弈模型进行优化目标求解,得到若干第二优化解;

17、根据所述若干第二优化解,所述领导者通过筛选出符合预设要求的第二优化解进行自身调度策略调整,得到领导者优化解。

18、进一步的,所述更新所述领导者优化解和所述参与者优化解直至满足stackelberg均衡,得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解,具体为:

19、获取当前时刻所述领导者优化解和所述参与者优化解;

20、根据第一预设算法,对所述当前时刻所述领导者优化解和所述参与者优化解进行博弈平衡计算,得到第一博弈解;

21、若所述第一博弈解满足第一预设要求,将当前时刻的所述领导者优化解和所述参与者优化解输出得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解;

22、若所述第一博弈解不满足第一预设要求,通过对领导者和参与者的运行参数进行调整,再求解下一时刻的所述领导者优化解和所述参与者优化解,更新第一博弈解直至满足第一预设要求,输出更新后的所述领导者优化解和所述参与者优化解得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解。

23、进一步的,所述根据所述领导者唯一最优解和所述参与者唯一最优解,对系统运行状态进行控制,具体为:

24、根据所述领导者唯一最优解,对领导者系统运行参数进行调整,得到领导者调整结果;其中,所述运行参数包括:系统运行功率、电网负荷需求值、电力系统保护参数和电网电能存储值;

25、根据所述参与者唯一最优解和所述领导者调整结果,对参与者系统运行参数进行调整,得到参与者调整结果。

26、本发明实施例还提供一种电力系统的运行控制系统,包括:模型构建模块、优化求解模块、均衡更新模块和运行控制模块;

27、所述模型构建模块用于通过对第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型匹配对应的模型约束,得到第二领导者博弈模型和若干第二参与者博弈模型;其中,所述第一领导者博弈模型和所述若干第一参与者博弈模型是根据领导者及若干参与者的对应优化目标构建得到的,所述第二领导者博弈模型的模型约束由所述若干第二参与者博弈模型的模型约束组成;

28、所述优化求解模块用于根据预设优化策略,通过对所述第二领导者博弈模型和各第二参与者博弈模型分别进行优化目标求解,得到参与者优化解和领导者优化解;

29、所述均衡更新模块用于更新所述领导者优化解和所述参与者优化解直至满足stackelberg均衡,得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解;

30、所述运行控制模块用于根据所述领导者唯一最优解和所述参与者唯一最优解,对系统运行状态进行控制。

31、本发明实施例提出一种电力系统的运行控制系统,通过模型构建模块构建领导者模型及参与者模型将系统中多实体进行划分,避免了多实体系统在出现动态变化时缺乏对各实体进行综合考量导致系统运行调控不稳定的情况,再通过优化求解模块和均衡更新模块对领导者模型及参与者模型分别进行求解和多次迭代,使得多实体间存在stackelberg均衡,还基于全局协调优化结果,以减载损失和电网损失最小为目标,以输出功率和负荷切换为控制变量,制定了超短期滚动控制策略,通过运行控制模块有效地实现了每个追随者与微网领导者之间的利益和谐平衡,有助于电力系统运行的整体效率和稳定性。

32、进一步的,所述模型构建模块用于通过对第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型匹配对应的模型约束,得到第二领导者博弈模型和若干第二参与者博弈模型;其中,所述第一领导者博弈模型和所述若干第一参与者博弈模型是根据领导者及若干参与者的对应优化目标构建得到的,所述第二领导者博弈模型的模型约束由所述若干第二参与者博弈模型的模型约束组成,具体为:

33、系统组块获取单元、第一模型构建单元、模型约束构建单元、约束模型单元和第二模型构建单元;

34、所述系统组块获取单元用于获取电力系统中的领导者及若干参与者;其中,每个领导者配备若干参与者;

35、所述第一模型构建单元用于根据预设优化目标,通过对领导者及其对应的若干参与者分别进行目标函数求解,得到第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型;

36、所述模型约束构建单元用于根据所述领导者的运行参数及所述若干参与者的运行参数,构建领导者模型约束和若干参与者模型约束;

37、所述约束模型单元用于通过第一领导者博弈模型匹配领导者模型约束,得到第二领导者博弈模型;

38、所述第二模型构建单元用于通过若干第一参与者博弈模型匹配领导者模型约束及对应的若干参与者模型约束,得到若干第二参与者博弈模型。

39、进一步的,所述优化求解模块用于根据预设优化策略,通过对所述第二领导者博弈模型和各第二参与者博弈模型分别进行优化目标求解,得到参与者优化解和领导者优化解,具体为:

40、第一求解单元、第一调整优化单元、第二求解单元和第二调整优化单元;

41、所述第一求解单元用于当将预设优化策略输入至所述第二领导者博弈模型进行优化目标求解,得到第一优化解;

42、所述第一调整优化单元用于根据所述第一优化解,所述若干参与者通过调整自身调度策略,得到参与者优化解;

43、所述第二求解单元用于当将预设优化策略输入至所述各第二参与者博弈模型进行优化目标求解,得到若干第二优化解;

44、所述第二调整优化单元用于根据所述若干第二优化解,所述领导者通过筛选出符合预设要求的第二优化解进行自身调度策略调整,得到领导者优化解。

45、进一步的,所述均衡更新模块用于更新所述领导者优化解和所述参与者优化解直至满足stackelberg均衡,得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解,具体为:

46、优化解获取单元、博弈计算单元、第一均衡判断单元和第二均衡判断单元;

47、所述优化解获取单元用于获取当前时刻所述领导者优化解和所述参与者优化解;

48、所述博弈计算单元用于根据第一预设算法,对所述当前时刻所述领导者优化解和所述参与者优化解进行博弈平衡计算,得到第一博弈解;

49、所述第一均衡判断单元用于若所述第一博弈解满足第一预设要求,将当前时刻的所述领导者优化解和所述参与者优化解输出得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解;

50、所述第二均衡判断单元用于若所述第一博弈解不满足第一预设要求,通过对领导者和参与者的运行参数进行调整,再求解下一时刻的所述领导者优化解和所述参与者优化解,更新第一博弈解直至满足第一预设要求,输出更新后的所述领导者优化解和所述参与者优化解得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解。

51、进一步的,所述运行控制模块用于根据所述领导者唯一最优解和所述参与者唯一最优解,对系统运行状态进行控制,还包括:

52、领导者调整单元和参与者调整单元;

53、所述领导者调整单元用于根据所述领导者唯一最优解,对领导者系统运行参数进行调整,得到领导者调整结果;其中,所述运行参数包括:系统运行功率、电网负荷需求值、电力系统保护参数和电网电能存储值;

54、所述参与者调整单元用于根据所述参与者唯一最优解和所述领导者调整结果,对参与者系统运行参数进行调整,得到参与者调整结果。


技术特征:

1.一种电力系统的运行控制方法,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种电力系统的运行控制方法,其特征在于,所述通过对第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型匹配对应的模型约束,得到第二领导者博弈模型和若干第二参与者博弈模型;其中,所述第一领导者博弈模型和所述若干第一参与者博弈模型是根据领导者及若干参与者的对应优化目标构建得到的,所述第二领导者博弈模型的模型约束由所述若干第二参与者博弈模型的模型约束组成,具体为:

3.如权利要求1所述的一种电力系统的运行控制方法,其特征在于,所述根据预设优化策略,通过对所述第二领导者博弈模型和各第二参与者博弈模型分别进行优化目标求解,得到参与者优化解和领导者优化解,具体为:

4.如权利要求1所述的一种电力系统的运行控制方法,其特征在于,所述更新所述领导者优化解和所述参与者优化解直至满足stackelberg均衡,得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解,具体为:

5.如权利要求1所述的一种电力系统的运行控制方法,其特征在于,所述根据所述领导者唯一最优解和所述参与者唯一最优解,对系统运行状态进行控制,具体为:

6.一种电力系统的运行控制系统,其特征在于,包括:

7.如权利要求6所述的一种电力系统的运行控制系统,其特征在于,所述模型构建模块用于通过对第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型匹配对应的模型约束,得到第二领导者博弈模型和若干第二参与者博弈模型;其中,所述第一领导者博弈模型和所述若干第一参与者博弈模型是根据领导者及若干参与者的对应优化目标构建得到的,所述第二领导者博弈模型的模型约束由所述若干第二参与者博弈模型的模型约束组成,具体为:

8.如权利要求6所述的一种电力系统的运行控制系统,其特征在于,所述优化求解模块用于根据预设优化策略,通过对所述第二领导者博弈模型和各第二参与者博弈模型分别进行优化目标求解,得到参与者优化解和领导者优化解,具体为:

9.如权利要求6所述的一种电力系统的运行控制系统,其特征在于,所述均衡更新模块用于更新所述领导者优化解和所述参与者优化解直至满足stackelberg均衡,得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解,具体为:

10.如权利要求6所述的一种电力系统的运行控制系统,其特征在于,所述运行控制模块用于根据所述领导者唯一最优解和所述参与者唯一最优解,对系统运行状态进行控制,还包括:


技术总结
本发明提出一种电力系统的运行控制方法及系统,通过对第一领导者博弈模型和若干第一参与者博弈模型匹配对应的模型约束,得到第二领导者博弈模型和若干第二参与者博弈模型;根据预设优化策略,通过对所述第二领导者博弈模型和各第二参与者博弈模型分别进行优化目标求解,得到参与者优化解和领导者优化解;更新所述领导者优化解和所述参与者优化解直至满足解均衡,得到领导者唯一最优解和参与者唯一最优解;根据所述领导者唯一最优解和所述参与者唯一最优解,对系统运行状态进行控制。本发明解决现有技术未能适应电力系统各组块的动态变化以使系统应对策略调整不及时导致系统运行稳定性不高的问题。本发明所述方法可以提高系统运行的稳定性。

技术研发人员:李超,孟子杰,喻振帆,周巍,蔡新雷,朱泽安,倪斌业,潘廷哲,金鑫,曹望璋
受保护的技术使用者:广东电网有限责任公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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