一種分布式電源的優(yōu)化配置方案的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種分布式電源的優(yōu)化配置方案，屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 分布式電源因其具有效率高、投資規(guī)模小、降低網(wǎng)損、發(fā)電方式靈活、能源種類多 樣、環(huán)保等特點愈來愈多的接入到配電網(wǎng)中進行并網(wǎng)運行。分布式電源可以安裝在負荷中 心，以便適時跟蹤負荷的改變，相比集中式供電在用電高峰期更為經(jīng)濟，分布式電源與集中 式供電聯(lián)合運行，能夠節(jié)約輸變電投資、穩(wěn)定電壓、降低能耗、提高電力系統(tǒng)運行的電能質(zhì) 量、供電可靠性、靈活性和安全性。
[0003] DG接入配電網(wǎng)的位置和接入電能容量會對其規(guī)劃及運行產(chǎn)生一定的影響，例如影 響到系統(tǒng)電壓分布、電壓穩(wěn)定性、短路電流的大小、運行狀態(tài)、繼電保護等，合理確定DG的 接入位置和接入電能容量對提高配電網(wǎng)的效益以及安全穩(wěn)定運行具有非常重要的作用，根 據(jù)配電網(wǎng)的特點，在滿足相關(guān)的電網(wǎng)技術(shù)性約束條件下，尋找科學合理的DG接入位置和接 入電能容量，并盡量降低因DG的接入對配電網(wǎng)正常運行所帶來的影響就是DG優(yōu)化配置的 主要內(nèi)容。
[0004] 然傳統(tǒng)的分布式電源優(yōu)化配置一般只考慮經(jīng)濟或者技術(shù)單個方面，無法綜合考慮 多個目標，具有一定的局限性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種分布式電源的優(yōu)化配置方案，為 現(xiàn)有的分布式電源接入配電網(wǎng)提供一種新的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案
[0007] -種分布式電源的優(yōu)化配置方案，該方法從規(guī)劃的角度，主要考慮配電運營商的 利益，及其分布式電源發(fā)電出力的隨機性，對分布式電源的優(yōu)化配置進行了研究，即解決分 布式電能的上網(wǎng)位置和容量，建立了由配電網(wǎng)的有功電能損耗最小、總電壓偏差最小以及 風險費用最小組成的多目標優(yōu)化配置模型，對上述多目標優(yōu)化配置模型設(shè)置約束條件并優(yōu) 化處理；采用模糊集理論實現(xiàn)了多目標的歸一化，很好地協(xié)調(diào)各個子目標之間的關(guān)系，進而 達到了整體優(yōu)化的效果；通過自適應(yīng)變異粒子群算法進行求解。
[0008] 上述的一種分布式電源的優(yōu)化配置方案中，所述多目標優(yōu)化配置模型具體包括如 下：
[0009] -、有功電能損耗最?。?br>[0010] 配電網(wǎng)電壓等級較低，R/X值就比較大，那么在潮流計算中網(wǎng)絡(luò)損耗就比較大，合 理的接入分布式電能可以減小網(wǎng)絡(luò)損耗，因此，將網(wǎng)絡(luò)損耗最小作為目標函數(shù)可以帶來較 好的經(jīng)濟效益，由于本文是從規(guī)劃的角度出發(fā)的，則以有功電能損耗最小為優(yōu)化目標，有功 電能損耗最小的目標函數(shù)為：
[0011]
[0012] 式中山為支路i的電流；N為系統(tǒng)的總支路數(shù)；Ri為支路電阻，h為規(guī)劃期的小時 數(shù)。
[0013] 二、總電壓偏差最小的優(yōu)化目標模型為；
[0014] 節(jié)點電壓幅值的越限將會將影響用戶正常工作以及系統(tǒng)的安全，因此，將總的節(jié) 點電壓偏差作為目標函數(shù)，能夠使節(jié)點電壓更接近基準值，保障了配電網(wǎng)的電壓水平，達到 改善電壓質(zhì)量的效果?？傠妷浩钭钚〉哪繕撕瘮?shù)為：
[0015]
[0016] 式中：DetV為總電壓偏差；N為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)；Ub為基準電壓；h為第i個節(jié)點的電 壓值。
[0017] 二、風險費用最小；
[0018] 風力發(fā)電、光伏發(fā)電等再生能源的分布式電源易受自然環(huán)境或其它因素的作用使 得其出力具有隨機性、波動性、不確定性的特點，所以本文通過風險費用來體現(xiàn)分布式電源 出力存在的隨機性，當分布式電源的發(fā)電量達不到預(yù)期值時通過電網(wǎng)即上級電源供電的費 用表征，風險費用的目標函數(shù)為：
[0019] Crisk=P?C?t?n
[0020] 式中：P為具有隨機性的DG其出力小于預(yù)計出力的概率；C為當DG出力小于預(yù)計 出力時，由上級電源供電的費用；t為該DG的年運行時間；n為規(guī)劃年限。
[0021] 上述的一種分布式電源的優(yōu)化配置方案中，所述多目標優(yōu)化配置模型的約束條件 為不等式約束，且包括節(jié)點電壓約束、分布式電能接入約束和支路電流約束。
[0022] -、節(jié)點電壓約束
[0023] 根據(jù)我國電網(wǎng)運行技術(shù)原則，10kV電網(wǎng)中節(jié)點的電壓上下限必須在1.07p.u.與 0. 93p. u.之間，接入分布式電能后，局部電壓可能會越限，因此要保證節(jié)點電壓滿足相應(yīng)的 限制條件，節(jié)點電壓約束為：
[0024] (i=l,2,3…N)
[0025] 式中：Pf、：C/T分別為節(jié)點i的最低和最高電壓，N為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)。
[0026] 二、分布式電源接入電能的容量約束
[0027] 分布式電源因其出力和啟停均不受電網(wǎng)調(diào)度，配電網(wǎng)接入過大容量的分布式電能 時會對用戶造成很大的沖擊，為了控制因分布式電能的接入對配電網(wǎng)的影響，需要對分布 式電能接入的容量加以約束，具體如下：
[0028] 5： SDG彡 n 2 s LD
[0029] 式中：SD(；為接入配電網(wǎng)的分布式電能的總?cè)萘?；S 為系統(tǒng)負荷總量；n為分布式 電能總?cè)萘空枷到y(tǒng)負荷總量的比例上限，本文n的取值為0.4。
[0030] 三、電流約束
[0031] I； </f1Bax
[0032] 式中：f為第i條支路允許經(jīng)過的電流上限。
[0033] 等式約束是節(jié)點潮流方程：
[0034]
[0035] 式中七為節(jié)點i的注入有功功率；Qi為節(jié)點i的注入無功功率；G^為節(jié)點i和j 之間的電導；為節(jié)點i和j之間的電納；U p %分別為節(jié)點i和節(jié)點j的電壓幅值。
[0036] 上述的一種分布式電源的優(yōu)化配置方案中，所述采用模糊集理論實現(xiàn)了多目標的 歸一化的方法首先通過對多目標的隸屬度的最小值進行最大化處理來改善差的指標，達到 提高系統(tǒng)整體性能的目的，而采用的隸屬度函數(shù)為分斷線函數(shù)，對于含有多個目標函數(shù)的 優(yōu)化，各個優(yōu)化目標往往是相互矛盾而且很難同時達到最優(yōu)，在各個優(yōu)化目標的重要性都 相同情況下，通常采用最大滿意度法求解，即優(yōu)化目標的隸屬度函數(shù)最小值越大總體滿意 度越大。
[0037] 具體的多目標歸一化方法為：由于有功電能損耗、總電壓偏差以及風險費用量綱 不同，采用權(quán)重系數(shù)法時，權(quán)重系數(shù)不易確定，而且通過優(yōu)化得到的結(jié)果可能是由好指標彌 補差指標得到的，無法達到全體優(yōu)化的效果。因此，本文采用模糊集理論來實現(xiàn)多目標的歸 一化，通過對隸屬度的最小值進行最大化處理來改善差的指標，達到提高系統(tǒng)整體性能的 目的。
[0038] 一、優(yōu)化目標的隸屬度函數(shù)
[0039] 決策者對目標函數(shù)的要求可以通過隸屬度函數(shù)的不同來體現(xiàn)，比較常用的隸屬度 函數(shù)主要有：分段線性函數(shù)、冪指數(shù)、雙曲線、線性和反雙曲線等。對于上述幾種函數(shù)，相比 之下線性和分段線性函數(shù)更為常用，主要是因為反雙曲線、雙曲線和冪指數(shù)等會增加決策 過程的非線性特點，使求解更加困難，在本文中選用分段線性函數(shù)來作為隸屬度函數(shù)對每 個子目標進行優(yōu)化，隸屬度函數(shù)如附圖1，具體函數(shù)形式如下：
[0040]
[0041] 式中：yi為目標函數(shù)f 4勺隸屬度，取值在[0, 1]，當隸屬度為1時，意味著決策者 對優(yōu)化結(jié)果完全滿意；當隸屬度為0時，意味著決策者對優(yōu)化結(jié)果徹底不滿意；為目標函 數(shù)的期望值；為目標函數(shù)的極限值。
[0042] 二、多目標歸一化
[0043] 對于含有多個目標函數(shù)的優(yōu)化，各個優(yōu)化目標往往是相互矛盾而且很難同時達到 最優(yōu)，因此，一般在實際應(yīng)用中只要求各個優(yōu)化目標盡可