一種基于控制的電量分配模型

一種基于控制的電量分配模型

0電力4及用電預(yù)測為實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)目標(biāo)，供電企業(yè)組織、有序地收集能源市場信息，并根據(jù)研究此基礎(chǔ)上預(yù)測電力需求的變化特征。正確的電力電量預(yù)測可以幫助企業(yè)更好地把握市場變化趨勢,制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃和有關(guān)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo);可以幫助企業(yè)有效地調(diào)整經(jīng)營策略,改進(jìn)電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃,使電力企業(yè)的投資建設(shè)速度適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,避免電力投資浪費(fèi)或電力短缺等現(xiàn)象發(fā)生。在電力電量預(yù)測中,電量預(yù)測是基礎(chǔ)和關(guān)鍵,電力預(yù)測可根據(jù)近年來最大負(fù)荷利用小時數(shù)的變化趨勢,結(jié)合目標(biāo)年電力變化的特點(diǎn),采用統(tǒng)調(diào)用電量除以最大負(fù)荷利用小時數(shù)的方法獲得文章以各分區(qū)用電量的比重為控制變量,建立了一種用電量分配模型。該模型可以在保證用電量比重滿足設(shè)定約束的條件下使優(yōu)化后各分區(qū)的用電量盡可能地接近各市縣公司給出的預(yù)測值。為求解該模型,文章提出了一種梯度投影法,該法以目標(biāo)函數(shù)的梯度為搜索方向,并通過投影的方法保證修正后的控制變量在其限定的約束范圍之內(nèi),較為圓滿地解決了各分區(qū)電量需求的分配問題。1分區(qū)用電的比重在供電區(qū)所轄的各分區(qū)用電量預(yù)測中,由于各市縣公司對所在分區(qū)的用電量及變化情況較為熟悉,由其給出所在分區(qū)目標(biāo)年用電量的預(yù)測值較為準(zhǔn)確;而公司本部(上級公司)對各分區(qū)用電量所占的比重較為熟悉,由其在考慮所轄各分區(qū)經(jīng)濟(jì)及電量發(fā)展水平的基礎(chǔ)上給出各分區(qū)用電量的比重區(qū)間較為可信。以此為依據(jù),文章建立如下電量分配模型:式中:S為公司本部給出的供電區(qū)用電總量預(yù)測值;E該模型的目標(biāo)函數(shù),即式(1)可以使優(yōu)化后各分區(qū)的用電需求盡可能地接近各縣市公司給出的預(yù)測值。該模型的約束條件,即式(2)保證了各分區(qū)用電量的比重相加等于1;式(3)保證了各分區(qū)用電量比重公司本部給定的范圍內(nèi)。此外,由于該模型的控制變量是各分區(qū)的用電量比重wi,因此可以保證優(yōu)化后各分區(qū)用電量合計(jì)等于供電區(qū)的用電總量S。2求解方法2.1拉格朗日乘子法在不考慮不等式約束的條件下,構(gòu)造所提模型的拉格朗日函數(shù),有:式中:μ為等式約束對應(yīng)的拉格朗日乘子;Ω為供電區(qū)所轄的市縣集合。根據(jù)KKT條件,有:假設(shè)集合Ω有n個分區(qū),根據(jù)式(5),可推出:用矩陣形式表示,為:等式兩邊左乘A2.2元素觸發(fā)邊界值為保證迭代過程中w始終在其限定的范圍之內(nèi),將w投影在由w若w中有元素觸發(fā)邊界值(即在邊界上取值),將其置入起作用不等式約束集合Ω式中:w根據(jù)KKT條件,有:對于i∈Ω對于i∈Ω式中:m為不在集合Ω等式兩邊左乘A根據(jù)式(12)判斷元素w若μ2.3w中元素學(xué)習(xí)整個梯度投影法的求解步驟可描述如下:1)列出式(7)的矩陣形式,并在等式兩邊左乘A2)根據(jù)式(8)將w投影在由其上、下限約束組成的超立方體中,判斷是否有元素違反約束,若有,令break1=0;否則令break1=1。3)將w中觸發(fā)邊界的元素置入集合Ω4)列出式(11)的矩陣形式,并在等式兩邊左乘A5)求解μ6)判斷break1+break2>1,若是,結(jié)束;否則返回步驟2)。3基于測試數(shù)據(jù)的用電預(yù)測將本文所提方法應(yīng)用到江西贛西供電公司2011年各縣市用電量需求預(yù)測中。江西贛西供電公司供電區(qū)包括新余、峽江、新干、豐城、樟樹、高安和等六個縣市。2011年,該供電區(qū)全社會總用電量預(yù)計(jì)為146.35億kWh時,其六個縣市給出的用電量預(yù)測值及公司本部給出的六個縣市用電量比重區(qū)間如表1所示:由表1可知,各市縣公司提供的電量預(yù)測數(shù)值合計(jì)不等于公司本部給出的供電區(qū)總用電量值。為保證預(yù)測數(shù)據(jù)的一致性,采用本文所提方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化,迭代過程如圖1所示,中間數(shù)據(jù)如表2所示。由表2可知,在第一次迭代中,峽江縣和新干縣的比重越下限;高安市的比重越上限,其拉格朗日乘子μ從最后一次迭代的拉格朗日乘子μ3用電預(yù)測值的應(yīng)用1)提出了一種電量分配模型。該模型在充分尊重各市縣公司電量預(yù)測結(jié)果的基礎(chǔ)上,不僅使其值滿足公司本部給定的比重約束,而且保證了其累加和等于整個供區(qū)用電總量的預(yù)測值,使網(wǎng)、省、市縣各級電量預(yù)測結(jié)果具有一致性。2)提出了一種基于梯度投影法的求解方法,該法以目標(biāo)函數(shù)的梯度為搜索方向,并