基于大系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)算法的機組群優(yōu)化控制.pdf

1、大系統(tǒng)理論是一門以先進的數(shù)學規(guī)劃優(yōu)化方法為基礎的發(fā)展中學科。它被許多專家認為是繼經(jīng)典控制理論、現(xiàn)代控制理論之后的第三代控制理論，其主要內(nèi)容為模型簡化技術、分解協(xié)調(diào)理論、分級遞階控制和分散控制。隨著能源形勢日趨嚴峻，分布式能源的不斷升溫，傳統(tǒng)數(shù)字化電站如何應對新型智能電網(wǎng)變革潮流帶來的沖擊已成為當今社會電力系統(tǒng)發(fā)展面臨的熱點問題。本文便試圖站在大系統(tǒng)理論的角度對這方面問題進行探索。
　　從數(shù)學角度講，電力系統(tǒng)中的經(jīng)濟負荷分配是一個高

2、維的、離散的、非線性的優(yōu)化問題。采用傳統(tǒng)的數(shù)學優(yōu)化算法如單純形法、動態(tài)規(guī)劃法、梯度法等，在尋優(yōu)過程中通常會面臨計算速度慢、內(nèi)存占用量大、收斂性差、易陷入局部最優(yōu)等問題，尤其是算法的計算量會隨著研究對象維數(shù)的增加呈指數(shù)式增長，造成“維數(shù)災”。大系統(tǒng)理論可通過分解協(xié)調(diào)算法將對象模型進行簡化，形成分級遞階的控制結構，算法收斂快、效率高、可操作性強，計算量隨著對象維數(shù)增加呈線性增長，無“維數(shù)災”問題。此外，現(xiàn)有電力系統(tǒng)在負荷的調(diào)度與分配上主要以

3、經(jīng)濟調(diào)度為基本原則，缺少將環(huán)境污染指標作為考量因素的調(diào)度原則。
　　本文以火電機組群作為研究對象，建立基于經(jīng)濟性和污染性的多目標優(yōu)化負荷分配數(shù)學決策模型，結合拉格朗日松弛法、次梯度法和粒子群算法構成分解協(xié)調(diào)算法。其中，采用拉格朗日松弛法松弛掉系統(tǒng)約束，使整個系統(tǒng)分解成若干個子問題，形成兩層遞階的模型結構。底層子系統(tǒng)通過粒子群算法求得當前子問題的最優(yōu)解，上層協(xié)調(diào)級通過次梯度算法不斷更新協(xié)調(diào)變量，處理各子系統(tǒng)之間存在的關聯(lián)耦合。次梯度