利用强化学习优化电力系统调度策略

清风徐来 2021-08-10 ⋅ 23 阅读

引言

电力系统调度是指根据电力市场供需关系,合理调配发电机组出力,并统筹考虑输电线路和用户用电负荷等因素,确保电力系统的安全运行。传统的电力系统调度策略依赖于经验和规则,并且不能适应复杂多变的电力市场环境。强化学习作为一种自动学习的方法,可以通过与环境的交互,逐步学习采取正确的决策,从而优化电力系统调度策略。

强化学习简介

强化学习是一种基于试错的机器学习方法,其核心思想是智能体通过与环境进行交互,通过不断试错来寻找最佳行动策略。在强化学习中,智能体根据环境的反馈信息(奖励或惩罚)进行学习,逐步优化其行为。

强化学习在电力系统调度中的应用

强化学习在电力系统调度中可以应用于以下方面:

1. 发电机组出力调度

通过强化学习,可以优化发电机组的出力调度,以满足电力市场需求并降低燃料消耗成本。智能体可以根据当前电力市场的价格和负荷需求等信息,动态调整发电机组的出力,最大化效益。

2. 输电线路调度

输电线路是电力系统中重要的能量传输通道,其调度对电力供应的稳定性和可靠性起着重要作用。强化学习可以通过学习电力系统的运行状态和输电线路的负载情况,优化输电线路的调度策略,提高电网的效率和稳定性。

3. 用户用电负荷调度

用户用电负荷的合理调度对于平衡电网负荷、优化能源利用、降低运行成本具有重要意义。通过强化学习,可以获得用户用电负荷调度的最优策略,以实现电网需求和用户需求的匹配。

强化学习在电力系统调度中的挑战

强化学习在电力系统调度中面临许多挑战,如:

1. 复杂的状态空间和动作空间

电力系统调度问题具有复杂的状态空间和动作空间,需要考虑多个变量和约束条件。智能体需要在庞大的状态空间中进行搜索,才能找到最优的行动策略。

2. 多目标优化问题

电力系统调度是一个多目标优化问题,需要平衡供需关系、降低成本、提高效率等多个指标。如何同时优化多个目标,是一个具有挑战性的问题。

3. 实时性要求

电力系统是一个实时性很强的系统,需要及时响应电力市场的需求变化和环境的变化。强化学习算法需要能够在有限的时间内做出准确的决策,以应对复杂的现实情况。

结论

强化学习作为一种机器学习方法,具有优秀的自适应性和适应性。在电力系统调度中,利用强化学习可以优化发电机组出力调度、输电线路调度和用户用电负荷调度等问题,提高电网的效率和稳定性。然而,强化学习在电力系统调度中仍面临多样化和复杂化的挑战,需要进一步研究和探索。

参考文献:

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  • Zhao, C., Wei, Z., & Jiang, C. (2018). Reinforcement Learning Based Energy Scheduling in Power System with Distributed Energy Storage Systems and Renewable Energy. International Journal of Electrical Power & Energy Systems, 103, 118-126.

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