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考虑不确定性的配电网经济调度问题,用列与约束算法解决

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用户4006703
发布2025-06-23 20:14:13
发布2025-06-23 20:14:13
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考虑不确定性的配电网经济调度问题,用列与约束算法解决

1. 问题描述

配电网经济调度问题(Economic Dispatch, ED)是指在满足系统运行约束的条件下,优化调度各发电单元的出力,以最小化运行成本。随着分布式可再生能源(如风电、太阳能)的大量接入,配电网的不确定性显著增加,这给经济调度带来了新的挑战。

2. 模型建立

为了处理不确定性,通常采用鲁棒优化(Robust Optimization, RO)方法。鲁棒优化通过考虑不确定性集合内的最坏情况,确保调度方案在不确定性影响下仍能保持可行性和经济性。具体步骤如下:

  1. 建立两阶段鲁棒优化模型
    • 第一阶段:确定基础决策变量,如发电单元的出力。
    • 第二阶段:针对不确定性场景进行调整,优化辅助决策变量。
  2. 不确定性集合
    • 使用多面体不确定集描述风电出力和负荷的不确定性。
  3. 目标函数
    • 最小化运行成本,包括发电成本、储能运维成本等。
  4. 约束条件
    • 发电单元的出力约束。
    • 储能的充放电功率和电量约束。
    • 线路容量和电压约束。
3. 列与约束生成算法(C&CG)

列与约束生成算法是一种有效的求解两阶段鲁棒优化问题的方法。该算法将原问题分解为主问题和子问题,交替求解。

  1. 主问题
    • 优化基础决策变量,固定辅助决策变量。
  2. 子问题
    • 针对给定的基础决策变量,优化辅助决策变量,寻找最坏情况。
  3. 迭代过程
    • 在每次迭代中,通过求解子问题生成新的约束(列),将其添加到主问题中。
    • 更新主问题的解,直到满足收敛条件。
4. MATLAB实现

基于MATLAB的列与约束生成算法的实现框架:

代码语言:javascript
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% 初始化参数
max_iter = 100; % 最大迭代次数
tol = 1e-6; % 收敛容忍度
cost = 0; % 初始成本
cost_prev = Inf; % 上一次迭代的成本
​
% 主问题
for iter = 1:max_iter
    % 求解主问题,优化基础决策变量
    [x, cost] = solveMasterProblem();
    
    % 检查收敛性
    if abs(cost - cost_prev) < tol
        break;
    end
    cost_prev = cost;
    
    % 子问题
    for i = 1:length(uncertainty_scenarios)
        % 针对每个不确定性场景,优化辅助决策变量
        [y, scenario_cost] = solveSubProblem(x, uncertainty_scenarios(i));
        
        % 如果找到更坏的情况,更新主问题的约束
        if scenario_cost > cost
            addConstraintToMasterProblem(y);
        end
    end
end
​
% 输出结果
disp('Optimal solution found:');
disp(x);
​
% 主问题求解函数
function [x, cost] = solveMasterProblem()
    % 在这里实现主问题的求解
    % 使用线性规划或其他优化工具箱
end
​
% 子问题求解函数
function [y, scenario_cost] = solveSubProblem(x, scenario)
    % 在这里实现子问题的求解
    % 使用线性规划或其他优化工具箱
end
​
% 向主问题添加约束
function addConstraintToMasterProblem(y)
    % 在这里实现向主问题添加新的约束
end
5. 仿真与验证

通过IEEE 33节点系统进行仿真验证,结果表明该模型和算法能够有效应对不确定性,提升配电网运行的经济性和可靠性。

  • 仿真结果
  • 结论
    • 鲁棒优化调度方案在不确定性影响下具有更强的鲁棒性。
    • 该方法能够确保配电网在预设的运行约束违反概率下经济运行。

参考文献

参考代码 考虑不确定性的配电网经济调度问题,用列与约束算法解决

原创声明:本文系作者授权腾讯云开发者社区发表,未经许可,不得转载。

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

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  • 考虑不确定性的配电网经济调度问题,用列与约束算法解决
    • 1. 问题描述
    • 2. 模型建立
    • 3. 列与约束生成算法(C&CG)
    • 4. MATLAB实现
    • 5. 仿真与验证
  • 参考文献
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