一种基于控制的电量分配模型

一种基于控制的电量分配模型

0电力4及用电预测为实现业务目标，供电企业组织、有序地收集能源市场信息，并根据研究此基础上预测电力需求的变化特征。正确的电力电量预测可以帮助企业更好地把握市场变化趋势,制定合理的生产计划和有关经济技术指标;可以帮助企业有效地调整经营策略,改进电网发展规划,使电力企业的投资建设速度适应经济发展的需要,避免电力投资浪费或电力短缺等现象发生。在电力电量预测中,电量预测是基础和关键,电力预测可根据近年来最大负荷利用小时数的变化趋势,结合目标年电力变化的特点,采用统调用电量除以最大负荷利用小时数的方法获得文章以各分区用电量的比重为控制变量,建立了一种用电量分配模型。该模型可以在保证用电量比重满足设定约束的条件下使优化后各分区的用电量尽可能地接近各市县公司给出的预测值。为求解该模型,文章提出了一种梯度投影法,该法以目标函数的梯度为搜索方向,并通过投影的方法保证修正后的控制变量在其限定的约束范围之内,较为圆满地解决了各分区电量需求的分配问题。1分区用电的比重在供电区所辖的各分区用电量预测中,由于各市县公司对所在分区的用电量及变化情况较为熟悉,由其给出所在分区目标年用电量的预测值较为准确;而公司本部(上级公司)对各分区用电量所占的比重较为熟悉,由其在考虑所辖各分区经济及电量发展水平的基础上给出各分区用电量的比重区间较为可信。以此为依据,文章建立如下电量分配模型:式中:S为公司本部给出的供电区用电总量预测值;E该模型的目标函数,即式(1)可以使优化后各分区的用电需求尽可能地接近各县市公司给出的预测值。该模型的约束条件,即式(2)保证了各分区用电量的比重相加等于1;式(3)保证了各分区用电量比重公司本部给定的范围内。此外,由于该模型的控制变量是各分区的用电量比重wi,因此可以保证优化后各分区用电量合计等于供电区的用电总量S。2求解方法2.1拉格朗日乘子法在不考虑不等式约束的条件下,构造所提模型的拉格朗日函数,有:式中:μ为等式约束对应的拉格朗日乘子;Ω为供电区所辖的市县集合。根据KKT条件,有:假设集合Ω有n个分区,根据式(5),可推出:用矩阵形式表示,为:等式两边左乘A2.2元素触发边界值为保证迭代过程中w始终在其限定的范围之内,将w投影在由w若w中有元素触发边界值(即在边界上取值),将其置入起作用不等式约束集合Ω式中:w根据KKT条件,有:对于i∈Ω对于i∈Ω式中:m为不在集合Ω等式两边左乘A根据式(12)判断元素w若μ2.3w中元素学习整个梯度投影法的求解步骤可描述如下:1)列出式(7)的矩阵形式,并在等式两边左乘A2)根据式(8)将w投影在由其上、下限约束组成的超立方体中,判断是否有元素违反约束,若有,令break1=0;否则令break1=1。3)将w中触发边界的元素置入集合Ω4)列出式(11)的矩阵形式,并在等式两边左乘A5)求解μ6)判断break1+break2>1,若是,结束;否则返回步骤2)。3基于测试数据的用电预测将本文所提方法应用到江西赣西供电公司2011年各县市用电量需求预测中。江西赣西供电公司供电区包括新余、峡江、新干、丰城、樟树、高安和等六个县市。2011年,该供电区全社会总用电量预计为146.35亿kWh时,其六个县市给出的用电量预测值及公司本部给出的六个县市用电量比重区间如表1所示:由表1可知,各市县公司提供的电量预测数值合计不等于公司本部给出的供电区总用电量值。为保证预测数据的一致性,采用本文所提方法对数据进行优化,迭代过程如图1所示,中间数据如表2所示。由表2可知,在第一次迭代中,峡江县和新干县的比重越下限;高安市的比重越上限,其拉格朗日乘子μ从最后一次迭代的拉格朗日乘子μ3用电预测值的应用1)提出了一种电量分配模型。该模型在充分尊重各市县公司电量预测结果的基础上,不仅使其值满足公司本部给定的比重约束,而且保证了其累加和等于整个供区用电总量的预测值,使网、省、市县各级电量预测结果具有一致性。2)提出了一种基于梯度投影法的求解方法,该法以目标函数的梯度为搜索方向,并