專利名稱：一種孤立微網分布式電源容量與布點優化方法
技術領域：
本發明屬于電力系統微電網技術領域，涉及一種孤立微網分布式電源容量與布點優化方法。
背景技術：
孤立微網是一種適合海島和偏遠地區供電的方式。微網中電源類型通常根據當地資源因地制宜優化配置，以分布式風電、光伏、柴油發電機、燃氣輪機、小水電為主。由于風、光等間歇式能源的隨機性和波動性，為確保微電網安全穩定運行，各種儲能裝置也是孤立微網中不可或缺的因素。分布式電源容量與布點優化是微電網規劃的首要工作。國內外已有一些學者對分 布式電源的選址和定容問題進行了研究，在優化目標方面，以可靠性、利益/成本比、電能質量、網損或者考慮多種因素的綜合指標作為優化目標；在優化方法方面，采用遺傳算法、啟發式算法等適用于大規模數據計算的優化算法。但現有的規劃方法鮮有考慮不同分布式電源容量配比以及不同裝設地點對微電網安全穩定運行的影響。對于微電網特別是孤立微電網而言，由于系統規模小，旋轉備用不足，抗擾動能力較差，使得單一擾動引發系統頻率和電壓穩定性問題的可能性增大。若在分布式電源容量和布點規劃中未充分考慮不同方案對系統電壓和頻率穩定性的影響，可能對微電網長期安全穩定運行帶來極大的隱患。
發明內容
本發明針對上述問題，提出一種考慮安全懲罰因子的孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，在優化結果滿足安全約束的條件下達到經濟性的最優。為了實現上述目的，本發明的技術方案為一種孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，包括以下步驟I)將安全懲罰因子應用到孤立微電網分布式電源的規劃中；2)建立電源規劃模型和運行約束條件，采用優化算法求解模型，得到滿足微電網安全、經濟運行的分布式電源容量和布點規劃方案。所述步驟I)的將安全懲罰因子應用到孤立微電網分布式電源的規劃中，其多目標函數如下
IM(/<) — i)(k) ^,., , n ri/ \ 。mm'f = ~~~k~ + Xix, [GciCll + CptlTmiAPu +Wli) + , Xioe
N K二I (1 + V)式中，N :微網工程壽命(年)；Xi :第i條線路被選中Xi=I,否則Xi=O ; a i :第i條線路固定投資年平均費用系數；Cn :第i條線路固定投資年平均費用(元)，若為已有線路則為O元；Cpu :單位電價(元/kWh) ； τ maxi :第I條線路年最大負荷損耗小時數(h) ; APli :第i條線路有功損耗(kWh) ；ffn :第i條線路年均檢修、運維費用(元)；Y :安全懲罰價值成本系數(元)；C。。安全懲罰因子；r :貼現率；M(k):微網中分布式電源第k年的成本[元/年]，計算公式如下
M (k) = M1 (k) +Me (k) +Mm (k) +Mf (k)其中，M1GO，MkGihMni(k)，Mf(k):微網中分布式電源第k年的投資、更新、維護、燃料費用；Q(k):微網中分布式電源第k年的收入即微網分布式電源設備殘值[元/年]。所述安全懲罰因子Cto的計算方法為
權利要求
1.一種孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，其特征在于包括以下步驟 1)將安全懲罰因子應用到孤立微電網分布式電源的規劃中； 2)建立電源規劃模型和運行約束條件，采用優化算法求解模型，得到滿足微電網安全、經濟運行的分布式電源容量和布點規劃方案。
2.根據權利要求I所述孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，其特征在于所述步驟I)的將安全懲罰因子應用到孤立微電網分布式電源的規劃中，其多目標函數如下
3.根據權利要求2所述孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，其特征在于所述安全懲罰因子C。。的計算方法為
4.根據權利要求I所述孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，其特征在于所述步驟2)中的運行約束條件為 11)電力電量平衡約束每小時分布式電源輸出功率應等于每小時負荷需求，每年分布式電源發出的電量應大于或等于年用電量； 12)分布式電源運行約束分布式電源的發出的最大功率應小于或等于額定容量； 13)節點電壓約束第i個節點電壓應在允許運行的電壓范圍內； 14)線路電流約束第i條支路電流應小于允許通過的電流上限。
5.根據權利要求I所述孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，其特征在于所述步驟2)的分布式電源容量和布點規劃方案按如下步驟進行 21)按照地理、氣象條件，設定分布式電源類型、容量范圍、選點范圍、經濟參數、運行約束條件系統參數； .22)采用遺傳算法或啟發式算法優化算法產生滿足運行約束的容量與布點不同組合方式，對每個方案進行含分布式電源的微網潮流和安全懲罰因子計算，得到不同方案的目標函數值； .23)比較分析并選取目標函數計算值最小的方案，作為分布式電源容量和布點的最優方案。
全文摘要
本發明屬于電力系統智能微網技術領域，涉及一種孤立微網分布式電源容量與布點優化方法，在孤立微電網分布式電源的規劃中考慮運行的電壓和頻率穩定性，建立含安全懲罰因子的多目標電源規劃模型和運行約束條件，采用優化算法求解模型，得到滿足微電網安全、經濟運行的分布式電源容量和布點規劃方案。本發明可以在規劃過程中考慮潛在的運行風險，基于運行穩定性的評估修正規劃中不合理的部分，將安全、經濟、低損耗的要求融入多目標優化模型中，有利于孤立微電網長期安全、穩定、高效運行。
文檔編號G06F17/50GK102930078SQ20121037196
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月28日 優先權日2012年9月28日
發明者陳柔伊, 雷金勇, 王科, 董旭柱, 段衛國, 習偉, 金小明, 陳建斌, 柳勇軍 申請人:南方電網科學研究院有限責任公司