一种考虑三相潮流的微电网多目标能量优化方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑三相潮流的微电网多目标能量优化方法。该方法在关注微电网的网络损耗问题时，构建了一种网络重构方法，该重构方法对于微电网具有很好的适用性。此外，针对多种不对称分布式电源接入到微电网，以及微电网中出现大量三相不平衡负荷，本发明专利技术基于微电网三相潮流计算，并根据本发明专利技术所提出的网络重构方法，提出了既考虑整体系统有功优化又考虑网络损耗的微电网统一协调优化策略，将能量总成本、网络损耗以及电压偏差作为多个优化目标，利用隶属函数将该多目标能量优化转化为单目标优化问题。并通过粒子群算法计算获得整个微电网的最优能量分布，达到了微电网能量优化目的，给电力用户带来良好的经济效益。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。该方法在关注微电网的网络损耗问题时，构建了一种网络重构方法，该重构方法对于微电网具有很好的适用性。此外，针对多种不对称分布式电源接入到微电网，以及微电网中出现大量三相不平衡负荷，本专利技术基于微电网三相潮流计算，并根据本专利技术所提出的网络重构方法，提出了既考虑整体系统有功优化又考虑网络损耗的微电网统一协调优化策略，将能量总成本、网络损耗以及电压偏差作为多个优化目标，利用隶属函数将该多目标能量优化转化为单目标优化问题。并通过粒子群算法计算获得整个微电网的最优能量分布，达到了微电网能量优化目的，给电力用户带来良好的经济效益。【专利说明】—种考虑三相潮流的微电网多目标能量优化方法
本专利技术属于微电网能量管理
，更具体地，涉及。
技术介绍
微电网是具有自我控制、保护和管理能力的微型配电系统，充分利用分布式电源是其最大优势，不仅可以改善电能质量，还能增加供电可靠性。长期以来，对微电网能量优化一般是注重电源侧，而考虑网络重构对微电网能量优化的影响关注不够。在该发展背景下，已有学者刚提出动态微电网的概念，即是微电网的网络重构会随着分布式电源出力的变化和不同时刻负荷需求的差异自动调整，使得微电网的能量管理到达最优(经济成本、电能质量与网络损耗等)。不仅使得微电网的电源侧、网络重构与负荷需求能感知自身的状态的变化，而且三者之间协调互动可以进一步提高微电网能量管理实时性。因此，同时考虑微电网发电侧、网络重构的协调互动性，研究其对微电网能量优化的影响，具有重要理论意义与实际价值。由于配电网存在三相支路参数不对称和三相负荷不平衡等特性，若考虑了含分布式电源的配电网三相不平衡情况，则需要有效解决PQ和PV节点类型分布式电源同时并网时的潮流计算问题。由于含分布式电源的潮流计算所使用的分布式电源模型与传统发电机组模型可能不同，由此需要建立每种分布式电源的潮流计算模型。目前，针对分布式电源接入配电网的三相潮流计算，都较好考虑了分布式电源的运行特性，但几乎都没有考虑网络重构对配电网运行的影响。微电网本质上也是一种小型的配电网，但微电网与配电网主要区别在于微电网有孤岛运行与并网运行，孤岛运行注重供电的持续性，并网运行更关注较好的供电质量。因此，在研究微电网能量优化时同样也非常必要考虑微电网三相潮流计算，针对微电网能量优化问题一般考虑技术目标和经济目标，其中技术目标为电压偏差，经济性指标包括网络损耗、分布式电源的发电成本与微电网与主网功率交换成本。网络重构可以提高电网运行的经济性和安全性，但分布式电源的引入将会对配电网的潮流产生重要影响。如何有效考虑三相潮流并提出适应于微电网能量优化方法，是有效解决我国微电网能量管理的重要课题。针对微电网网络参数与负荷的不对称性，考虑三相潮流建立微电网多目标能量优化模型，构建微电网的网络重构原则与必要条件，研究分布式电源在不同地点与同一地点的接入情况下对微电网能量优化的影响。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供，旨在解决现有的仅注重分布式电源侧而不注重电源侧与网络重构协调互动的微电网能量优化问题。本专利技术提供了，包括下述步骤:S1:获取微电网系统参数以及接入微电网的分布式电源参数；S2:令 r = I ;S3:根据所述微电网系统参数和分布式电源参数，在第r个粒子&所在的区间上，首先获得第r个粒子&的初始值，然后利用网络重构方法将所生成的表示微电网线路开闭状态的初始值部分进行进一步筛选，从而才获得第r个粒子&的I XD维的初始值；权子 Xr 为 IXD 维的向里，- (β?.1 ,‘--?' ?2，Crl，.?<?3 ) ' Al，.，~《^表不有功功率输出，，…表示所有PV节点的电压幅值，4，…，4?表示微电网所有线路开闭状态，Cl1为分布式电源、储能装置与联络线功率等变量的个数，d2为PV节点的个数，d3为微电网线路的条数，且屯+(12+(13 = D ；r表示粒子的序号，r = 1,2......R, R为种群规模；S4:根据所获得的第r个粒子\初始值、所述微电网系统参数、粒子适应度函数η?ι(./；，/Αυ，./^)和微电网三相潮流约束获得第r个粒子的粒子适应度值；fe为微电网的能量总成本，f.u为微电网的电压偏差U、力微电网的网络损耗；S5:令r = r+Ι,判断r是否大于R，若是，贝丨』进入S6,若否,贝U返回至S4 ；S6:令k = 1，其中，k为迭代次数，K为迭代次数最大值；S7:根据改进惯性权重与改进学习因子，更新粒子&的位置和速度，并根据微电网网络重构方法获取粒子\的所有支路开闭状态；S8:根据所述粒子适应度函数、所述微电网系统参数、粒子&的所有支路开闭状态和微电网三相潮流约束获得第k次迭代过程中更新后粒子的粒子适应度值，并选择粒子适应度值的当前最优值和全局最优值；S9:令 k = k+Ι ；SlO:判断k是否大于K，若是，则输出粒子适应度值的全局最优值以及与之对应的粒子，若否，则返回至S9。本专利技术公开了。该方法在关注微电网的网络损耗问题时,构建了一种网络重构方法,该重构方法对于微电网具有很好的适用性。此外，针对多种不对称分布式电源接入到微电网，以及微电网中出现大量三相不平衡负荷，本专利技术基于微电网三相潮流计算，并根据本专利技术所提出的网络重构方法，提出了既考虑整体系统有功优化又考虑网络损耗的微电网统一协调优化策略,将能量总成本、网络损耗以及电压偏差作为多个优化目标，利用隶属函数将该多目标能量优化转化为单目标优化问题。并通过粒子群算法计算获得整个微电网的最优能量分布，达到了微电网能量优化目的，给电力用户带来良好的经济效益。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实施例提供的考虑三相潮流的微电网多目标能量优化方法的实现流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的微电网网络重构方法实现流程示意图；图3是本专利技术实施例提供 的将多目标函数转化为单目标优化的极小型隶属度函数曲线示意图；图4是本专利技术实施例提供的在不同地点接入分布式电源的微电网网络拓扑结构示意图；图5是本专利技术实施例提供的在同一地点接入分布式电源的微电网网络拓扑结构示意图。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。针对多种不对称分布式电源接入到微电网，以及微电网中出现大量三相不平衡负荷，所以微电网的潮流计算应考虑三相不平衡情况。与三相对称(平衡)的潮流计算相比较，三相不平衡潮流计算更为复杂，比如导纳矩阵与雅克比矩阵(Jacobi)都扩大为对称潮流计算时的3倍等，下文所涉及的三相潮流都为三相不平衡情况。本专利技术提供了，随着微电网技术的发展，各种类型不对称分布式电源的大量接入，加之微电网具有三相负载不平衡特性。故为了更准确研究微电网的规划、网络重构以及能量管理等方面，则微电网需要考虑三相潮流计算。考虑三相潮流的微电网多目标能量优化方法包括下述步骤:S1:获取微电网系统参数以及接入微电网的分布式电源参数；系统参数包括:线路参数(线路的电阻与电抗)、负荷参数(有功负荷和无功负荷)、网络节点类型(PV、PQ、平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种考虑三相潮流的微电网多目标能量优化方法，其特征在于，包括下述步骤：S1：获取微电网系统参数以及接入微电网的分布式电源参数；S2：令r＝1；S3：根据所述微电网系统参数和分布式电源参数，在第r个粒子Xr所在的区间上获得第r个粒子Xr的初始值，并利用网络重构方法将所生成的表示微电网线路开闭状态的初始值进行进一步筛选，获得第r个粒子Xr的1×D维的初始值；粒子Xr为1×D维的向量，Xr=(a‾r1,...,a‾rd1,b‾r1,...b‾rd2,c‾r1,...,c‾rd3),]]>表示有功功率输出，表示所有PV节点的电压幅值，表示微电网所有线路开闭状态，d1为分布式电源、储能装置与联络线功率等变量的个数，d2为PV节点的个数，d3为微电网线路的条数，且d1+d2+d3＝D；r表示粒子的序号，r＝1，2……R，R为种群规模；S4：根据所获得的第r个粒子Xr的1×D维的初始值、所述微电网系统参数、粒子适应度函数和微电网三相潮流约束获得第r个粒子的粒子适应度值；fe为微电网的能量总成本，fΔU为微电网的电压偏差，为微电网的网络损耗；S5：令r＝r+1，判断r是否大于R，若是，则进入S6，若否，则返回至S4；S6：令k＝1，其中，k为迭代次数，K为迭代次数最大值；S7：根据改进惯性权重与改进学习因子，更新粒子Xr的位置和速度，并根据微电网网络重构方法获取粒子Xr的所有支路开闭状态；S8：根据所述粒子适应度函数、所述微电网系统参数、粒子Xr的所有支路开闭状态和微电网三相潮流约束获得第k次迭代过程中更新后粒子的粒子适应度值，并选择粒子适应度值的当前最优值和全局最优值；S9：令k＝k+1；S10：判断k是否大于K，若是，则输出粒子适应度值的全局最优值以及与之对应的粒子，若否，则返回至S9。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冉晓洪，苗世洪，张新昌，张项安，周逢权，马红伟，朱卫平，白浩，白展，
申请(专利权)人：华中科技大学，许继集团有限公司，江苏省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42