外逼近法和分布式交替方向乘子法在電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度中的應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-10 13:16
化石能源發(fā)電產(chǎn)生的溫室氣體已經(jīng)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了非常大的負(fù)面影響。所以從2016年開(kāi)始,使用非化石能源逐步替代傳統(tǒng)的火力發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)防治大氣污染、改善環(huán)境質(zhì)量、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重要措施。為了構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系,深入研究電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)度具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。本文以外逼近法和分布式交替方向乘子法為研究主線,并以電力系統(tǒng)水火機(jī)組組合和直流最優(yōu)潮流問(wèn)題為例進(jìn)行應(yīng)用研究。首先,本文將含罰函數(shù)的外逼近法應(yīng)用于非凸的水火機(jī)組組合問(wèn)題。含罰函數(shù)的外逼近法首先求解原問(wèn)題的連續(xù)松弛問(wèn)題,然后交替求解混合整數(shù)線性規(guī)劃主問(wèn)題和非線性規(guī)劃子問(wèn)題。針對(duì)主問(wèn)題,本文采用比例二階割來(lái)有效逼近凸非線性函數(shù)。因此,混合整數(shù)線性規(guī)劃主問(wèn)題就轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌险麛?shù)二次約束規(guī)劃問(wèn)題。此外,本文還提出一個(gè)啟發(fā)式方法加快原問(wèn)題的連續(xù)松弛問(wèn)題的求解。本文通過(guò)44火電機(jī)組15水電機(jī)組24時(shí)段等2個(gè)系統(tǒng)驗(yàn)證了所提方法的有效性。其次,本文將協(xié)同交替方向乘子法應(yīng)用于含碳排放權(quán)交易的直流動(dòng)態(tài)最優(yōu)潮流問(wèn)題。與別的基于交替方向乘子法的分布式方法需要相鄰子系統(tǒng)間公開(kāi)耦合支路信息和耦合支路兩端節(jié)點(diǎn)信息不同,本文的方法只需要相鄰子系統(tǒng)間公開(kāi)耦合支...
【文章來(lái)源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1基于増廣罰函數(shù)的外逼近法產(chǎn)生的上界和下界序列??Fig.?2-1?A?sequence?of?lower?bounds?and?upper?bounds?of?OAM-PF??
y?+x?=cr,?T)?>?〇??xEX??y?67??3.3)中,fT和?T都是罰參數(shù)。和是分別對(duì)應(yīng)罰參數(shù)(T和?%.5)得到的可行點(diǎn)對(duì)的集合。歹為求解問(wèn)題(3.4)得到的不可行點(diǎn)對(duì)的.3)中罰參數(shù)權(quán)重的取值如下:??果〇T,yT)?e?F,則(r,?T)=刈滬%AT,A|。其中,(AT,%2Tji)是問(wèn)/£=¥7時(shí),對(duì)應(yīng)約束的KKT乘子。;是一個(gè)常數(shù)。??果(xT,yT)E?歹,貝!J(〇?=?i/?|;im|。其中,(AM)是問(wèn)題(3.4)滿足y應(yīng)約束的KKT乘子。4是一個(gè)常數(shù)。??1展示了不含罰函數(shù)的MILP和含罰函數(shù)的MILP的對(duì)比。含罰函去原問(wèn)題可行域的前提下,獲得一個(gè)最小的可行域。??a???MILP?without?PF??
不過(guò)表3-1中的算法II和算法I的主問(wèn)題求解精度都是le-5。所以,本文研究是否??能夠在算法II結(jié)果比算法I好的基礎(chǔ)上,通過(guò)降低算法II中MIQCP主問(wèn)題的求解精度??達(dá)到減少算法II計(jì)算時(shí)間的目的。具體研究結(jié)果見(jiàn)表3-2。表3-2中算法II的松弛問(wèn)題??都使用啟發(fā)式方法求解。表3-2給出的是v2取不同值時(shí),算法II在主問(wèn)題求解精度分別??為5e-4、3e-4、le-4、7e-5、5e-5和3e-5時(shí)的計(jì)算結(jié)果。通過(guò)比較表3-1和表3-2中的??火電燃料費(fèi)用、棄水總量、算法迭代次數(shù)和計(jì)算時(shí)間,可以發(fā)現(xiàn)降低算法II中MIQCP??主問(wèn)題的求解精度,算法II計(jì)算出的火電燃料費(fèi)用依然比算法I和經(jīng)典OAM小。在求??解大規(guī)模問(wèn)題時(shí),適當(dāng)降低算法II中MQCP主問(wèn)題的求解精度,不僅可以減少計(jì)算時(shí)??間而且還能得到比算法I和經(jīng)典OAM更好的解。??為了更直觀地展示火電機(jī)組和水電機(jī)組在24個(gè)時(shí)段的機(jī)組輸出功率。圖3-5、圖??3-6和圖3-7分別展示了v2?=?100和r2?=?0時(shí),算法I、算法II和經(jīng)典OAM計(jì)算出的??10火電機(jī)組和4水電機(jī)組24個(gè)時(shí)段的功率輸出。其中,橫坐標(biāo)為時(shí)段數(shù),縱坐標(biāo)為水??電機(jī)組和火電機(jī)組的輸出功率大小。圖3-5和圖3-6中,可以發(fā)現(xiàn)本文目標(biāo)函數(shù)中考慮??了水庫(kù)棄水(v2?=?100)最小后,出力計(jì)劃都比目標(biāo)函數(shù)中不考慮水庫(kù)棄水(v2?=?0)??更好。??U_■?!?:?!?i?^?!?I?;?T?!?I?M?■?i?i?I?;?1?:?M.;?;?:?I?;?;?:?1?;??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2018年我國(guó)電力發(fā)展形勢(shì)及2019年展望[J]. 李際,樊慧嫻. 中國(guó)能源. 2019(02)
[2]2018年我國(guó)非化石能源發(fā)展形勢(shì)及2019年展望[J]. 高虎,時(shí)璟麗. 中國(guó)能源. 2019(02)
[3]電網(wǎng)企業(yè)參與分布式發(fā)電項(xiàng)目售電競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境分析[J]. 沈衛(wèi)東,路妍,趙哲源,姜宇,李欣民. 電力需求側(cè)管理. 2018(03)
[4]南方電網(wǎng)促進(jìn)可再生能源消納的實(shí)踐及發(fā)展展望[J]. 胡飛雄,周保榮,盧斯煜. 中國(guó)電力. 2018(01)
[5]西南水電“棄水”困局與對(duì)策[J]. 帥偉. 中國(guó)電力. 2017(10)
[6]一種用于機(jī)組組合問(wèn)題的改進(jìn)雙重粒子群算法[J]. 李整,譚文,秦金磊. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(25)
[7]低碳電力調(diào)度方式及其決策模型[J]. 陳啟鑫,康重慶,夏清,Daniel KIRSCHEN. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(12)
[8]水火電聯(lián)合短期調(diào)度的混合整數(shù)規(guī)劃方法[J]. 吳宏宇,管曉宏,翟橋柱,高峰. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2009(28)
[9]基于外逼近方法的中期機(jī)組組合問(wèn)題[J]. 全然,簡(jiǎn)金寶,鄭海艷. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2009(11)
[10]機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度的研究分析[J]. 沈玉華. 中國(guó)電力. 1998(01)
博士論文
[1]機(jī)組組合問(wèn)題緊外逼近與內(nèi)外逼近模型方法及優(yōu)化問(wèn)題QP-free算法研究[D]. 韓道蘭.廣西大學(xué) 2013
[2]凸規(guī)劃技術(shù)在水火聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題中的應(yīng)用[D]. 祝宇楠.廣西大學(xué) 2014
[3]計(jì)及分布式電源的電力系統(tǒng)潮流及可靠性與穩(wěn)定性研究[D]. 劉波.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3334131
【文章來(lái)源】:廣西大學(xué)廣西壯族自治區(qū) 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:72 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1基于増廣罰函數(shù)的外逼近法產(chǎn)生的上界和下界序列??Fig.?2-1?A?sequence?of?lower?bounds?and?upper?bounds?of?OAM-PF??
y?+x?=cr,?T)?>?〇??xEX??y?67??3.3)中,fT和?T都是罰參數(shù)。和是分別對(duì)應(yīng)罰參數(shù)(T和?%.5)得到的可行點(diǎn)對(duì)的集合。歹為求解問(wèn)題(3.4)得到的不可行點(diǎn)對(duì)的.3)中罰參數(shù)權(quán)重的取值如下:??果〇T,yT)?e?F,則(r,?T)=刈滬%AT,A|。其中,(AT,%2Tji)是問(wèn)/£=¥7時(shí),對(duì)應(yīng)約束的KKT乘子。;是一個(gè)常數(shù)。??果(xT,yT)E?歹,貝!J(〇?=?i/?|;im|。其中,(AM)是問(wèn)題(3.4)滿足y應(yīng)約束的KKT乘子。4是一個(gè)常數(shù)。??1展示了不含罰函數(shù)的MILP和含罰函數(shù)的MILP的對(duì)比。含罰函去原問(wèn)題可行域的前提下,獲得一個(gè)最小的可行域。??a???MILP?without?PF??
不過(guò)表3-1中的算法II和算法I的主問(wèn)題求解精度都是le-5。所以,本文研究是否??能夠在算法II結(jié)果比算法I好的基礎(chǔ)上,通過(guò)降低算法II中MIQCP主問(wèn)題的求解精度??達(dá)到減少算法II計(jì)算時(shí)間的目的。具體研究結(jié)果見(jiàn)表3-2。表3-2中算法II的松弛問(wèn)題??都使用啟發(fā)式方法求解。表3-2給出的是v2取不同值時(shí),算法II在主問(wèn)題求解精度分別??為5e-4、3e-4、le-4、7e-5、5e-5和3e-5時(shí)的計(jì)算結(jié)果。通過(guò)比較表3-1和表3-2中的??火電燃料費(fèi)用、棄水總量、算法迭代次數(shù)和計(jì)算時(shí)間,可以發(fā)現(xiàn)降低算法II中MIQCP??主問(wèn)題的求解精度,算法II計(jì)算出的火電燃料費(fèi)用依然比算法I和經(jīng)典OAM小。在求??解大規(guī)模問(wèn)題時(shí),適當(dāng)降低算法II中MQCP主問(wèn)題的求解精度,不僅可以減少計(jì)算時(shí)??間而且還能得到比算法I和經(jīng)典OAM更好的解。??為了更直觀地展示火電機(jī)組和水電機(jī)組在24個(gè)時(shí)段的機(jī)組輸出功率。圖3-5、圖??3-6和圖3-7分別展示了v2?=?100和r2?=?0時(shí),算法I、算法II和經(jīng)典OAM計(jì)算出的??10火電機(jī)組和4水電機(jī)組24個(gè)時(shí)段的功率輸出。其中,橫坐標(biāo)為時(shí)段數(shù),縱坐標(biāo)為水??電機(jī)組和火電機(jī)組的輸出功率大小。圖3-5和圖3-6中,可以發(fā)現(xiàn)本文目標(biāo)函數(shù)中考慮??了水庫(kù)棄水(v2?=?100)最小后,出力計(jì)劃都比目標(biāo)函數(shù)中不考慮水庫(kù)棄水(v2?=?0)??更好。??U_■?!?:?!?i?^?!?I?;?T?!?I?M?■?i?i?I?;?1?:?M.;?;?:?I?;?;?:?1?;??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]2018年我國(guó)電力發(fā)展形勢(shì)及2019年展望[J]. 李際,樊慧嫻. 中國(guó)能源. 2019(02)
[2]2018年我國(guó)非化石能源發(fā)展形勢(shì)及2019年展望[J]. 高虎,時(shí)璟麗. 中國(guó)能源. 2019(02)
[3]電網(wǎng)企業(yè)參與分布式發(fā)電項(xiàng)目售電競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境分析[J]. 沈衛(wèi)東,路妍,趙哲源,姜宇,李欣民. 電力需求側(cè)管理. 2018(03)
[4]南方電網(wǎng)促進(jìn)可再生能源消納的實(shí)踐及發(fā)展展望[J]. 胡飛雄,周保榮,盧斯煜. 中國(guó)電力. 2018(01)
[5]西南水電“棄水”困局與對(duì)策[J]. 帥偉. 中國(guó)電力. 2017(10)
[6]一種用于機(jī)組組合問(wèn)題的改進(jìn)雙重粒子群算法[J]. 李整,譚文,秦金磊. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2012(25)
[7]低碳電力調(diào)度方式及其決策模型[J]. 陳啟鑫,康重慶,夏清,Daniel KIRSCHEN. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2010(12)
[8]水火電聯(lián)合短期調(diào)度的混合整數(shù)規(guī)劃方法[J]. 吳宏宇,管曉宏,翟橋柱,高峰. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2009(28)
[9]基于外逼近方法的中期機(jī)組組合問(wèn)題[J]. 全然,簡(jiǎn)金寶,鄭海艷. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化. 2009(11)
[10]機(jī)組負(fù)荷經(jīng)濟(jì)調(diào)度的研究分析[J]. 沈玉華. 中國(guó)電力. 1998(01)
博士論文
[1]機(jī)組組合問(wèn)題緊外逼近與內(nèi)外逼近模型方法及優(yōu)化問(wèn)題QP-free算法研究[D]. 韓道蘭.廣西大學(xué) 2013
[2]凸規(guī)劃技術(shù)在水火聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題中的應(yīng)用[D]. 祝宇楠.廣西大學(xué) 2014
[3]計(jì)及分布式電源的電力系統(tǒng)潮流及可靠性與穩(wěn)定性研究[D]. 劉波.上海交通大學(xué) 2009
本文編號(hào):3334131
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