本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體為一種分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性體系的優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、近年來(lái)，隨著光伏和風(fēng)能在配電網(wǎng)中滲透率的不斷提高，電力系統(tǒng)正在處于從傳統(tǒng)配電系統(tǒng)向智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變的重要階段。雖然可再生能源在智能電網(wǎng)運(yùn)行中具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其不確定性和間歇性會(huì)造成電壓波動(dòng)，潮流計(jì)算復(fù)雜等問(wèn)題。配電系統(tǒng)的可靠性是衡量供電質(zhì)量和能力的一個(gè)重要指標(biāo)，影響配電系統(tǒng)可靠性的主要因素包括配電網(wǎng)運(yùn)行成本，因此以降低配電網(wǎng)的運(yùn)行成本為目標(biāo)來(lái)構(gòu)建可靠性體系非常重要。

2、目前，部分研究者通過(guò)日前調(diào)度和實(shí)時(shí)調(diào)度，統(tǒng)籌配合實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能優(yōu)化，再利用小波函數(shù)求解，驗(yàn)證可靠性體系的合理性。還有的研究者基于物理信息構(gòu)建智能調(diào)度機(jī)制，提出了基于配電網(wǎng)生產(chǎn)強(qiáng)化的調(diào)度策略。通過(guò)對(duì)該調(diào)度方式的實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)的智能調(diào)度，以此促進(jìn)配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。但是上述方法計(jì)算過(guò)程沒(méi)有考慮配電網(wǎng)的不確定性，使得配電網(wǎng)可靠性評(píng)估缺乏穩(wěn)定性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：可再生能源(如光伏、風(fēng)能)的接入帶來(lái)了電壓波動(dòng)和潮流計(jì)算的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的調(diào)度方式難以應(yīng)對(duì)這些問(wèn)題，特別是沒(méi)有充分考慮到分布式能源接入帶來(lái)的不確定性。

3、現(xiàn)有方法沒(méi)有充分考慮不確定性，使得配電網(wǎng)可靠性評(píng)估的穩(wěn)定性不足。由于分布式能源的間歇性，評(píng)估結(jié)果波動(dòng)較大。

4、配電網(wǎng)運(yùn)行的成本優(yōu)化，尤其是對(duì)于長(zhǎng)期和短期的不同時(shí)間尺度下的成本優(yōu)化不足，沒(méi)有有效的方式在不同時(shí)間尺度上平衡投資、運(yùn)行和維護(hù)成本。

5、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，包括：

6、構(gòu)建配電網(wǎng)的綜合成本模型；

7、設(shè)定配電網(wǎng)運(yùn)行的約束條件；

8、采用改進(jìn)的多目標(biāo)灰狼算法進(jìn)行優(yōu)化；

9、輸出基于優(yōu)化解的配電網(wǎng)可靠性運(yùn)行策略。

10、作為本發(fā)明所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述配電網(wǎng)的綜合成本模型表示為，

11、

12、其中，m為一個(gè)分析長(zhǎng)時(shí)間周期內(nèi)所包含的時(shí)段數(shù)，coi為初始投資成本，cde為柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組的發(fā)電成本，cm為配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)成本，cl為折舊損失成本。

13、作為本發(fā)明所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述初始投資成本表示為，

14、

15、其中，cik為第i設(shè)備的采購(gòu)成本，k是設(shè)備總數(shù)，β為設(shè)計(jì)和施工這些成本占采購(gòu)成本的比例系數(shù)；

16、所述柴油發(fā)電機(jī)機(jī)組的發(fā)電成本表示為，

17、

18、其中，v為柴油機(jī)組的節(jié)點(diǎn)，為柴油發(fā)電機(jī)的燃料費(fèi)用，為柴油發(fā)電機(jī)的運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，為每個(gè)節(jié)點(diǎn)j上的發(fā)電功率，ectn為發(fā)電成本隨著時(shí)間變化的周期性特征；

19、所述配電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)成本表示為，

20、

21、其中，為維護(hù)人員費(fèi)用，為設(shè)備故障檢修運(yùn)維產(chǎn)生的費(fèi)用；

22、所述折舊損失成本表示為，

23、

24、

25、其中，為可靠性優(yōu)化設(shè)備的平均折舊損失費(fèi)用，ect,n和ect,m,n分別為根據(jù)時(shí)間變化的周期性特征，變量dayi為一周中所屬的天數(shù)，hourj為一天中所屬的小時(shí)數(shù)，minj為一個(gè)小時(shí)中所屬的分鐘數(shù)；和分別為天、小時(shí)和分鐘變量的估計(jì)系數(shù)；為隨機(jī)干擾項(xiàng)目。

26、作為本發(fā)明所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述約束條件包括柴油發(fā)電機(jī)出力上下限約束和柴油發(fā)電機(jī)爬坡約束。

27、作為本發(fā)明所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述柴油發(fā)電機(jī)出力上下限約束表示為，

28、pde,min(t)≤pde,j(t)≤pde,max(t)

29、其中，pde,min(t)和pde,max(t)分別為節(jié)點(diǎn)j上的機(jī)組的出力上、下限；

30、所述柴油發(fā)電機(jī)爬坡約束表示為，

31、-hdown,j≤pde,j(t+1)-pde,j(t)≤hup,j

32、其中，-hdown,j和hup,j分別為發(fā)電機(jī)組輸出功率的最大向下爬坡率和最大向上爬坡率。

33、作為本發(fā)明所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述優(yōu)化通過(guò)sobol序列生成初始種群，并通過(guò)差分進(jìn)化算法對(duì)種群進(jìn)行變異和交叉操作以獲得優(yōu)化解。

34、作為本發(fā)明所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述生成初始種群表示為，

35、xi,j＝xj,min+(xj,max-xj,min)kn

36、x′i,j＝xj,min+xj,max-r4xi,j

37、其中，xj,max和xj,min分別為第j維控制變量的上下限值，kn為[0,1]之間采用sobol序列生成的隨機(jī)數(shù)，r4為[0,1]之間的隨機(jī)數(shù)。

38、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化系統(tǒng)，其能通過(guò)構(gòu)建分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有配電網(wǎng)調(diào)度與可靠性評(píng)估中的無(wú)法有效應(yīng)對(duì)分布式能源接入帶來(lái)的不確定性，成本優(yōu)化和可靠性提升不足問(wèn)題。

39、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化系統(tǒng)，包括：成本分析模塊、運(yùn)行約束模塊、算法優(yōu)化模塊以及策略輸出模塊；所述成本分析模塊用于構(gòu)建配電網(wǎng)的綜合成本模型；所述運(yùn)行約束模塊用于設(shè)定配電網(wǎng)運(yùn)行的約束條件；所述算法優(yōu)化模塊用于采用改進(jìn)的多目標(biāo)灰狼算法進(jìn)行優(yōu)化；所述策略輸出模塊用于輸出基于優(yōu)化解的配電網(wǎng)可靠性運(yùn)行策略。

40、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的步驟。

41、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的步驟。

42、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法通過(guò)中長(zhǎng)期和短期兩個(gè)階段時(shí)間尺度體系對(duì)配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行優(yōu)化，其中以有功功率和負(fù)荷功率為目標(biāo)設(shè)定配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，有效提高配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而界定配電網(wǎng)的可靠性。

43、通過(guò)采用sobol序列在灰狼算法中的初始種群設(shè)置階段進(jìn)行算法優(yōu)化，另外在交叉變異階段優(yōu)化自適應(yīng)因子，有效提高灰狼算法的計(jì)算效率，從而提高配電網(wǎng)可靠性體系的優(yōu)化效率。

技術(shù)特征：

1.一種分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，其特征在于：所述配電網(wǎng)的綜合成本模型表示為，

3.如權(quán)利要求2所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，其特征在于：所述初始投資成本表示為，

4.如權(quán)利要求3所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，其特征在于：所述約束條件包括柴油發(fā)電機(jī)出力上下限約束和柴油發(fā)電機(jī)爬坡約束。

5.如權(quán)利要求4所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，其特征在于：所述柴油發(fā)電機(jī)出力上下限約束表示為，

6.如權(quán)利要求5所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，其特征在于：所述優(yōu)化通過(guò)sobol序列生成初始種群，并通過(guò)差分進(jìn)化算法對(duì)種群進(jìn)行變異和交叉操作以獲得優(yōu)化解。

7.如權(quán)利要求6所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法，其特征在于：所述生成初始種群表示為，

8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性體系的優(yōu)化方法及系統(tǒng)，涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括：構(gòu)建配電網(wǎng)的綜合成本模型；設(shè)定配電網(wǎng)運(yùn)行的約束條件；采用改進(jìn)的多目標(biāo)灰狼算法進(jìn)行優(yōu)化；輸出基于優(yōu)化解的配電網(wǎng)可靠性運(yùn)行策略。本發(fā)明提供的分布式能源配電網(wǎng)多時(shí)間尺度可靠性優(yōu)化方法通過(guò)中長(zhǎng)期和短期兩個(gè)階段時(shí)間尺度體系對(duì)配電網(wǎng)可靠性進(jìn)行優(yōu)化，其中以有功功率和負(fù)荷功率為目標(biāo)設(shè)定配電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，有效提高配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而界定配電網(wǎng)的可靠性。通過(guò)采用Sobol序列在灰狼算法中的初始種群設(shè)置階段進(jìn)行算法優(yōu)化，另外在交叉變異階段優(yōu)化自適應(yīng)因子，有效提高灰狼算法的計(jì)算效率，從而提高配電網(wǎng)可靠性體系的優(yōu)化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：周楊珺,高立克,易辰穎,周柯,周遠(yuǎn)超,張煒,潘俊濤,黃偉翔,黃貴平,李珊,吳麗芳,李菱,周宏瑞,秦麗文,奉斌,顏麗娟,伍紅文,陽(yáng)浩
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24