Distributed Economic Dispatch for Smart Grids With Random Wind Power

ABSTRACT

In this paper, we present a distributed economic dispatch (ED) strategy based on projected gradient and finitetime average consensus algorithms for smart grid systems. Both conventional thermal generators and wind turbines are taken into account in the ED model. By decomposing the centralized optimization into  optimizations at local agents, a scheme is proposed for each agent to iteratively estimate a solution of the optimization problem in a distributed manner with limited communication among neighbors. It is theoretically shown that the estimated solutions of all the agents reach consensus of the optimal solution  asymptomatically. This scheme also brings some advantages, such as plug-and-play property. Different from most existing distributed methods, the private confidential information, such as gradient or incremental cost of each generator, is not required for the information exchange, which makes more sense in real applications. Besides, the proposed method not only handles quadratic, but also nonquadratic convex cost functions with arbitrary initial values. Several case studies implemented on six-bus power system, as well as the IEEE 30-bus power system, are discussed and tested to validate the proposed method.

INTRODUCTION

ECONOMIC dispatch (ED) is considered as one of well- studied and key problems in the power system   research. It deals with the power allocation among the generators in an economic efficient way while meeting the constraints of total load demand as well as the generator constraints . Some algorithms have been  proposed to solve the ED problem, such as quadratic programming , λ-iteration , Lagrangian relaxation technique , and so on. However, all these methods are realized in a centralized way, i.e., collect the global information of all the generators and conduct the optimization in a central node. As pointed out in  and , such a centralized optimization is usually costly both in computation and communication when the power system  ecomes larger and larger. Moreover, they are unable to meet the plugand-play requirement of recent smart grid system. When some generators are newly installed or uninstalled, such centralized optimization may need to be redesigned . Recently in order to overcome the drawbacks mentioned above, distributed algorithms have been proposed. 

چکیده

در این مقاله، ما یک استراتژی توزیع اقتصادی اقتصادی (ED) را براساس الگوریتم توافق الگوریتم پیش بینی شده گرادیان و پایانی برای سیستم های شبکه هوشمند ارائه می دهیم. هر دو ژنراتور حرارتی معمولی و توربین های بادی در مدل ED مورد توجه قرار می گیرند. با تجزیه بهینه سازی متمرکز به منظور بهینه سازی در عوامل محلی، یک طرح برای هر عامل پیشنهاد می شود تا به طور تکراری یک راه حل مشکل بهینه سازی را در یک روش توزیع شده با ارتباط محدود در میان همسایگان برآورد کند. از لحاظ تئوری نشان داده شده است که راه حل های برآورد شده از همه عوامل به طور اجتناب ناپذیری از تصمیم بهینه به دست می آیند. این طرح همچنین برخی مزایا، مانند ویژگی پلاگین و بازی را به ارمغان می آورد. برخلاف بسیاری از روشهای توزیع شده موجود، اطلاعات محرمانه خصوصی، مانند گرادیان یا هزینه افزایشی هر ژنراتور، برای تبادل اطلاعات مورد نیاز نیست، که در برنامه های واقعی معنای بیشتری دارد. علاوه بر این، روش پیشنهادی نه تنها توابع هزینه محدب درجه دوم، بلکه همچنین مقادیر اولیه دلخواه را مرتفع می کند. مطالعات موردی چندگانه بر روی سیستم قدرت شش اتوبوس و همچنین IEEE 30-bus انجام شده است سیستم قدرت، برای تأیید روش پیشنهادی مورد بحث و آزمایش قرار می گیرد.

مقدمه

اعزام اقتصادی (ED) به عنوان یکی از مشکالت به خوبی مورد بررسی و کلیدی در تحقیق قدرت قرار گرفته است. آن را با تخصیص توان در میان ژنراتورها در یک روش کارآمد اقتصادی، در حالی که از محدودیت های کل تقاضای بار و همچنین محدودیت های ژنراتور، برخورد می کند. برخی از الگوریتم ها برای حل مسئله ی ED پیشنهاد شده اند، مانند برنامه ریزی درجه دوم، λ تکرار، روش آرام سازی لاگرانژی و غیره. با این وجود، تمام این روش ها به صورت متمرکز تحقق می یابند، یعنی اطلاعات جهانی همه ژنراتورها را جمع آوری کرده و بهینه سازی را در یک گره مرکزی انجام می دهند. همانطور که در ذکر شده است، چنین بهینه سازی متمرکز معمولا در محاسبات و ارتباطات هنگام هزینه کردن سیستم قدرت بزرگتر و بزرگتر است. علاوه بر این، آنها قادر به برآورده کردن نیاز به برنامه plugand-play سیستم هوشمند شبکه هوشمند نیستند. هنگامی که برخی از ژنراتورها به تازگی نصب شده یا نصب شده اند، ممکن است نیاز به بهینه سازی مرکزی لازم باشد تا دوباره طراحی شود. به تازگی به منظور غلبه بر مشکلات ذکر شده در بالا، الگوریتم های توزیع شده پیشنهاد شده اند.

Year: 2015

Publisher : IEEE

By :  Fanghong Guo, Changyun Wen, Jianfeng Mao, and Yong-Duan Song

File Information: English Language/ 12 Page / size: 1.06 KB

Download

سال : 1394

ناشر : IEEE

کاری از : Fanghong Guo، Changyun ون، Jianfeng مائو، و آهنگ یونگ دوان

اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 12 صفحه / حجم : KB 1.06

لینک دانلود