本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)資源配置領(lǐng)域，具體涉及一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源配置方法、系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在過去的十年里，由于電力需求的增加和化石燃料驚人的快速耗盡，人們對替代能源的興趣大幅增加。所以，將分布式發(fā)電(dg)集成到配電網(wǎng)絡(luò)中的研究受到了極大的重視。與此同時(shí)，把分布式電源放置在大小合適的最佳位置可以減少對無功的需求，改善電壓分布，降低有功功率損耗和線路負(fù)荷。

2、配電網(wǎng)絡(luò)的重組和分布式發(fā)電的整合通常需要采用不同的評價(jià)。然而，將這兩個(gè)子問題結(jié)合起來對整個(gè)電力系統(tǒng)來說將是一個(gè)更好的選擇。但大多數(shù)作者認(rèn)為分布式網(wǎng)絡(luò)中功率損失最小的目標(biāo)函數(shù)是單一的。將分布式電源重構(gòu)和集成相結(jié)合并進(jìn)行優(yōu)化以找到最優(yōu)解時(shí)，功耗相對較小。只有少數(shù)學(xué)者試圖用更多的目標(biāo)來優(yōu)化這個(gè)具有挑戰(zhàn)性的問題。

3、大多數(shù)研究主要集中于單目標(biāo)或加權(quán)和多目標(biāo)，主要是在考慮成本、電能損耗成本和電壓偏差時(shí)。但是，電力系統(tǒng)優(yōu)化往往忽略了同時(shí)考慮不可調(diào)度和可調(diào)度發(fā)電，缺乏對雙目標(biāo)和三目標(biāo)函數(shù)的重視。另外，將有爭議的發(fā)電資源納入優(yōu)化配方是有限的，可能是因?yàn)樗鼈兊木揞~投資和運(yùn)營成本。大多數(shù)已審查的研究都以單周期為基礎(chǔ)對系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，只有少數(shù)研究涉及多周期優(yōu)化。另一個(gè)值得注意的點(diǎn)是，雖然，現(xiàn)代電力系統(tǒng)中間歇性和揮發(fā)性可再生能源的集成越來越多，但文獻(xiàn)中確定性模型的流行，以及概率模型的實(shí)例確很有限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源配置方法、系統(tǒng)，該方案適用于多種規(guī)模的配電網(wǎng)絡(luò)，在減少能源供應(yīng)成本、降低能源損失、改善電壓偏差和提高系統(tǒng)可靠性方面具有顯著效果。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明的一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源配置方法，包括：

3、確定分布式電源配電網(wǎng)絡(luò)中的測試系統(tǒng)和客觀變量；

4、根據(jù)分布式電源配電網(wǎng)絡(luò)中的測試系統(tǒng)和客觀變量，構(gòu)建以電能輸送成本、電能損耗成本和電壓偏差最小化為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型；

5、利用多目標(biāo)雙向協(xié)同進(jìn)化算法對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，以獲得非支配解集合；

6、利用模糊集理論從非支配解集合中選擇最佳折衷解，以實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源的優(yōu)化配置。

7、進(jìn)一步的，構(gòu)建以電能輸送成本、電能損耗成本和電壓偏差最小化為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，包括：

8、以電能輸送成本為優(yōu)化目標(biāo)，計(jì)算公式如下：

9、

10、其中，t和i表示特定的時(shí)間間隔和發(fā)電機(jī)數(shù)量；t和ndg表示分布式電源的總周期和總數(shù)量；csub和cdg表示由變電站和分布式電源提供的有功功率的成本參數(shù)，以美元/兆瓦時(shí)為單位；表示變電站供電的成本參數(shù)；表示在時(shí)間t時(shí)變電站提供的有功功率；表示分布式電源的成本參數(shù)；表示在時(shí)間t時(shí)第i個(gè)分布式發(fā)電設(shè)備提供的有功功率。

11、進(jìn)一步的，構(gòu)建以電能輸送成本、電能損耗成本和電壓偏差為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，包括：

12、以電能損耗成本為優(yōu)化目標(biāo)，計(jì)算公式如下：

13、

14、其中，表示支路網(wǎng)損的成本參數(shù)；ploss表示整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)的總有功功率損耗；t表示特定的時(shí)間間隔；t表示分布式電源的總周期。

15、進(jìn)一步的，所述整個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)的總有功功率損耗ploss的表達(dá)式如下：

16、

17、其中，nl表示分支的總數(shù)；(m,k)表示母線m和k之間的特定分支；vm表示母線m電壓；vk表示母線k電壓；gmk表示母線m和k之間的支路電導(dǎo)；θmk表示母線角度θm和θk之間的分支電壓角度差。

18、進(jìn)一步的，構(gòu)建以電能輸送成本、電能損耗成本和電壓偏差為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，包括：

19、以電壓偏差為優(yōu)化目標(biāo)，計(jì)算公式如下，

20、

21、其中，m′表示特定的總線號(hào)；nb表示網(wǎng)絡(luò)的總線數(shù)；vref表示松弛母線上的電壓；vm表示特定母線上的電壓；b表示每個(gè)總線的索引；t表示特定的時(shí)間間隔；t表示分布式電源的總周期。

22、進(jìn)一步的，構(gòu)建以電能輸送成本、電能損耗成本和電壓偏差為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型，包括：

23、建立等式約束條件和不等式約束條件，其中，等式約束條件包括電網(wǎng)產(chǎn)生的有功功率和無功功率與負(fù)荷需求和網(wǎng)絡(luò)損耗相匹配，不等式約束條件包括電力系統(tǒng)中設(shè)備、部件的運(yùn)行限制，以及線路和負(fù)載母線上的安全約束。

24、進(jìn)一步的，利用多目標(biāo)雙向協(xié)同進(jìn)化算法對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，以獲得一組非支配解，包括：

25、利用約束支配原則處理所述多目標(biāo)優(yōu)化問題中的約束條件，其使用以下規(guī)則比較從當(dāng)前種群中隨機(jī)選擇的個(gè)體和

26、如果解決方案和都不行，那么比較和如果那么為目標(biāo)函數(shù)選擇解決方案

27、如果解決方案可行不行，那么為目標(biāo)函數(shù)選擇可行的解決方案

28、如果解決方案和都可行，且那么為所有目標(biāo)函數(shù)選擇解決方案

29、從不可行解和可行的搜索空間中共同進(jìn)化種群，先正規(guī)化目標(biāo)函數(shù)空間，利用組合種群ut中的理想點(diǎn)和最低點(diǎn)得到目標(biāo)函數(shù)fi′(vj)＝(f1′(vj),f2′(vj),…,f′m(vj))的jth解；

30、

31、利用基于角度的密度選擇技術(shù)對種群進(jìn)行更新，將從f′(xj)和從f′(xk)中選擇的ut解決方案之間的矢量角計(jì)算為：

32、

33、產(chǎn)生非支配不可行解增加帕累托前沿的多樣性，結(jié)果如下，

34、min?f(x)＝(f1(x),f2(x),…,fm(x),cv(x))t。

35、基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明的一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源配置系統(tǒng)，包括：

36、變量確定模塊，用于確定分布式電源配電網(wǎng)絡(luò)中的測試系統(tǒng)和客觀變量；

37、多目標(biāo)優(yōu)化模型構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建以電能輸送成本、電能損耗成本和電壓偏差最小化為優(yōu)化目標(biāo)的多目標(biāo)優(yōu)化模型；

38、模型求解模塊，用于利用多目標(biāo)雙向協(xié)同進(jìn)化算法對多目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，以獲得非支配解集合；

39、最佳折衷解確定模塊，用于利用模糊集理論從非支配解集合中選擇最佳折衷解，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源的優(yōu)化配置。

40、基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明的一種基于多目標(biāo)優(yōu)化的配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源配置設(shè)備，包括處理器和存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，所述處理器用于執(zhí)行所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)該電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)上述基于多目標(biāo)優(yōu)化的配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源配置方法的步驟。

41、基于相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明的一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)上述基于多目標(biāo)優(yōu)化的配電網(wǎng)分布式發(fā)電資源配置方法的步驟。

42、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著技術(shù)效果為：

43、將新的多目標(biāo)雙向協(xié)同進(jìn)化算法(bico)應(yīng)用于多周期分布式電源優(yōu)化分配和重構(gòu)，同時(shí)最小化能源供應(yīng)、能耗成本和電壓偏差。為了更好地探索和開發(fā)，該算法結(jié)合了約束支配原理，通過一種新的基于角度的密度截面從可行和不可行的搜索空間進(jìn)化種群。本發(fā)明方法優(yōu)于已發(fā)表的多目標(biāo)進(jìn)化算法且提高了配電網(wǎng)絡(luò)識(shí)別最佳分布式網(wǎng)絡(luò)的有效性和精確度。