分布式电源优化配置方法技术

一种分布式电源优化配置方法，是通过细菌菌落优化算法来计算分布式电源的选址和定容，具体步骤为：分布式电源的容量在细菌菌落算法中对应于细菌在培养液中的位置，确定约束条件，细菌个体的搜索空间就是分布式发电DG的变量个数，代入算法进行演算；初始化细菌群体；取其中最小值作为群体当前的全局最优解值，并记录当前的最优位置；判断细菌个体的目标函数值是否优越于父代；细菌个体翻转，判断是否达到死亡条件；判断细菌种群的个数是否超过所设定的最大种群规模；判断个体是否满足繁殖条件；判断是否达到迭代的次数，如果达到迭代结束，否则进行循环。本发明专利技术为一种采用细菌菌落优化算法来解决分布式电源合理化配装的新方法。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术涉及电力系统领域，特别涉及一种分布式电源优化配置方法，该方法是通过细菌菌落优化算法来求解分布式电源的选址和定容。
技术介绍
：分布式发电作为智能电网的重要组成部分，近年来受到日益广泛的关注，但是，分布式电源接入配电网后，会引起各支路潮流大小和方向改变，使得系统损耗不仅与负荷大小有关，同时还与分布式电源选址及定容有关。因此，深入研究分布式电源的合理规划具有重要意义。目前，国内外学者已对分布式电源的优化配置问题进行了较多研究。采用蚁群算法确定分布式电源的最佳安装位置与容量大小，但蚁群算法要求各调节参数必须选择合理，否则会影响其优化效果；以网损为目标函数，提出采用常规萤火虫算法(firefly algorithm，FA)求解该问题，但FA算法存在收敛精度不高，易于陷入局部最优；提出多目标量子遗传优化算法应用到分布式电源选址和定容问题的求解中，建立了以有功网损最小为目标函数的优化模型，但是这种算法的参数设置复杂，并且运行速度慢。一种改进型粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization，PSO)，并建立了以有功网损最小为目标函数的优化模型，然而这种改进形式一般计算时间较长、运行复杂。
技术实现思路
：有鉴于此，有必要提供一种分布式电源优化配置方法，该方法是一种采用细菌菌落优化算法来确定分布式电源的最佳安装位置与容量大小的新方法。一种分布式电源优化配置方法，该方法是通过细菌菌落优化算法来计算分布式电源的选址和定容，具体步骤为：步骤一，分布式电源的容量在细菌菌落算法中对应于细菌在培养液中的位置，确定节点功率平衡、节点电压上下线、输电线路的极限传输功率和线路电流上下限的约束条件，细菌个体的搜索空间(维数)就是分布式发电DG的变量个数，代入算法进行演算；步骤二，初始化细菌群体，初始化一个或者少量的细菌个体；步骤三，对于细菌个体，应用前推回代法进行潮流计算和目标函数计算，取其中最小值作为群体当前的全局最优解值，并记录当前的最优位置；步骤四，如果细菌个体的目标函数值优越于父代，相应更新细菌个体的位置之后进行步骤六，否则进行步骤五；步骤五，细菌个体翻转，判断是否达到死亡条件，达到则细菌个体死亡，否则直接返回步骤三；步骤六，判断细菌种群的个数是否超过所设定的最大种群规模，没有则继续进行步骤七，否则，返回步骤三；步骤七，判断个体满足繁殖条件，达到繁殖条件细菌个体繁殖之后进行步骤八；步骤八，判断是否达到迭代的次数，如果达到迭代结束，否则进行步骤三。优选的，目标函数计算包括目标函数一的计算，式一中，n为规划期限，r为固定年利率，CD,i代表第i个节点的分布电源安装费用，Cr,i表示分布式电源的运行费用，PDGi为在i节点上的安装容量，xi表示是否安装分布式电源，Nd分布式电源的安装的节点数目。优选的，目标函数包括目标函数二的计算，以有功网损最小为目标函数，给出一个精确网损的计算公式，式二与式三中，Nb为线路的节点，线路的阻抗Zij＝Rij+jXij，Vi小于节点电压，Pi、Qi分别为节点i的注入有功功率和无功功率；分布式电源安装节点相应的有功和无功功率注入容量为Pi＝PDGi-PDi 式四Qi＝QDGi-QDi 式五式四和式五中，PDGi是分布式电源节点注入功率，PDi是节点负荷功率，将式四和式五带入到式三和式二，可得接入分布式电源之后的系统有功网损；最后将配电网接入分布式电源之后的网损转化为经济费用，如下式七所示，CL＝Tmax×Cpu×PLoss 式七式七中，Tmax为最大年负荷小时数，Cpu为实时电价。优选的，目标函数包括目标函数三的计算，分布式电源的购电成本为，式八中，Pw为网络总容量，P∑DG为安装分布式电源总的有功出力，PLoss为优化前的网络损耗，P'Loss为接入分布式电源以后的有功损耗。优选的，本专利技术将网络损耗转化为经济费用，然后以损耗费和分布式电源综合成本最小为分布式电源优化配置的目标模型，统一量纲以后采取线性加权目标函数的具体描述，因此加入上述约束条件的惩罚函数之后，综合目标函数为：F(x)＝λ1×Cinves+λ2×CL+λ3Cen 式九式九中，F(x)是线性加权之后的综合目标函数；λ1,λ2,λ3为权重系数，可以根据实际优化目标函数要求具体设定0＜λ1,λ2,λ3＜1。优选的，节点功率平衡约束，式十中，N为系统节点个数，Pi、Qi分别为节点i的注入有功功率和无功功率，ei和fi分别为节点i电压的实部和虚部，Gij、Bij分别为节点i、j之间的电导和电纳。优选的，节点电压约束Uimin≤Ui≤Uimax 式十一式十一中，Uimin、Uimax分别为节点电压的上下限值。优选的，输电线路的极限传输功率约束为式十二中，Pij是节点i到节点j的传输功率。优选的，线路电流约束IL＜ILmax 式十三式十三中，IL为线路传输电流，ILmax为线路最大传输电流。本专利技术为一种采用细菌菌落优化算法来解决分布式电源合理化配装的新方法，该方法收敛精度高，算法简单，运行速度快，能够找到更高质量的解。附图说明：图1为分布式电源优化配置方法中细菌菌落算法流程图。具体实施方式：细菌菌落优化算法的基本原理，是通过细菌菌落生长过程得到的启发，将细菌的生长方式及菌落生长过程演化为问题最优解的寻找过程。假设需要求解的优化问题模型用指定的培养液来表示，细菌培养液中营养物质的浓度表示为优化问题中对应的个体细菌的目标函数 值(适应度的值)。根据上面的介绍，细菌到培养液以后有一个适应过程，然后就开始以指数的形式增加。而细菌培养液中的营养物质不可能是无限的，所以细菌个体一定不可能无限制的繁殖下去，会受到营养物质浓度和其他外界条件的一些约束，在问题的寻优求解过程中事先规定，细菌培养液所能承受的菌落的种群最大的规模为S，细菌个体的在营养液中的繁殖数量不能超过规定最大规模S。在细菌个体的适应阶段过了以后，根据外界的条件只要能够吸收充分的营养物质，细菌个体就能够达到繁殖的条件，细菌个体就可以一分为二，相反当超过个体生命周期(N)或者满足其他的一些规定条件时则死亡，在这样的前进、繁殖、翻转、死亡转化为求解优化问题的目标函数逐渐寻优的过程。由于细菌个体能够记忆外界的环境，保留其父代经历的最优位置，并且通过菌落信息相互沟通和交流可以保存整个菌落之前经历的最优位置。细菌主要依靠两种运动方式进行优化的探索：翻转和前进。翻转即是在当前空间位置作随机运动，前进即沿着上一次的转移方向向上面所讲述的两个最优位置移动。在细菌个体的更新过程中，细菌个体所处的空间位置的目标函数值优于上一次位置的目标函数值时，细菌个体则会采取前进运动方式，细菌个体在前进的时候，空间位置的更新公式为Vk+1＝αVk+r1rand·(fbest-xk)+r2rand·(gbest-xk) 式十四xk+1＝xk+Vk+1 式十五式中：Vk表示第k次迭代时，个体的前进的方向；xk对应的是第k次迭代时，细菌个体在营养液培养基中的位置；fbest代表细菌个体上 一次(父代)所经历的最优位置；gbest表示目前菌落所到达的最优位置；r1和r2为系数；rand为(0，1)上的随机数。细菌个体的前进公式与粒子群算法的位置更新公式有很大的相同。粒子群算法的位置更新公式也是由两个最优本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分布式电源优化配置方法，其特征在于：分布式电源优化配置方法是通过细菌菌落优化算法来计算分布式电源的选址和定容，具体步骤为：步骤一，分布式电源的容量在细菌菌落算法中对应于细菌在培养液中的位置，确定节点功率平衡、节点电压上下线、输电线路的极限传输功率和线路电流上下限的约束条件，细菌个体的搜索空间(维数)就是分布式发电DG的变量个数，代入算法进行演算；步骤二，初始化细菌群体，初始化一个或者少量的细菌个体；步骤三，对于细菌个体，应用前推回代法进行潮流计算和目标函数计算，取其中最小值作为群体当前的全局最优解值，并记录当前的最优位置；步骤四，如果细菌个体的目标函数值优越于父代，相应更新细菌个体的位置之后进行步骤六，否则进行步骤五；步骤五，细菌个体翻转，判断是否达到死亡条件，达到则细菌个体死亡，否则直接返回步骤三；步骤六，判断细菌种群的个数是否超过所设定的最大种群规模，没有则继续进行步骤七，否则，返回步骤三；步骤七，判断个体满足繁殖条件，达到繁殖条件细菌个体繁殖之后进行步骤八；步骤八，判断是否达到迭代的次数，如果达到迭代结束，否则进行步骤三。

【技术特征摘要】
1.一种分布式电源优化配置方法，其特征在于：分布式电源优化配置方法是通过细菌菌落优化算法来计算分布式电源的选址和定容，具体步骤为：步骤一，分布式电源的容量在细菌菌落算法中对应于细菌在培养液中的位置，确定节点功率平衡、节点电压上下线、输电线路的极限传输功率和线路电流上下限的约束条件，细菌个体的搜索空间(维数)就是分布式发电DG的变量个数，代入算法进行演算；步骤二，初始化细菌群体，初始化一个或者少量的细菌个体；步骤三，对于细菌个体，应用前推回代法进行潮流计算和目标函数计算，取其中最小值作为群体当前的全局最优解值，并记录当前的最优位置；步骤四，如果细菌个体的目标函数值优越于父代，相应更新细菌个体的位置之后进行步骤六，否则进行步骤五；步骤五，细菌个体翻转，判断是否达到死亡条件，达到则细菌个体死亡，否则直接返回步骤三；步骤六，判断细菌种群的个数是否超过所设定的最大种群规模，没有则继续进行步骤七，否则，返回步骤三；步骤七，判断个体满足繁殖条件，达到繁殖条件细菌个体繁殖之后进行步骤八；步骤八，判断是否达到迭代的次数，如果达到迭代结束，否则进行步骤三。2.如权利要求1所述的分布式电源优化配置方法，其特征在于：步骤三中，目标函数计算包括目标函数一的计算，式一中，n为规划期限，r为固定年利率，CD,i代表第i个节点的分布电源安装费用，Cr,i表示分布式电源的运行费用，PDGi为在i节点上的安装容量，xi表示是否安装分布式电源，Nd分布式电源的安装的节点数目。3.如权利要求2所述的分布式电源优化配置方法，其特征在于：目标函数包括目标函数二的计算，以有功网损最小为目标函数，给出一个精确网损的计算公式，式二与式三中，Nb为线路的节点，线路的阻抗Zij＝Rij+jXij，Vi小于节点电压，Pi、Qi分别为节点i的注入有功功率和无功功率；分布式电源安装节点相应的有功和无功功率注入容量为Pi＝PDGi-PDi 式四Qi＝QDGi-QDi 式五式四和式五中，PDGi是分布式电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴君，王慧义，王云鹏，代文章，王学继，余夏荷，徐涛，王蓉，夏永翔，杨春，贺涛，杨慧，刘喆男，张倩男，邓立松，张仁河，杨小兵，王晓梅，王翠峡，李静，李树奎，张鹏程，夏建矿，庄平，逯洋，高奇，冯喜，王成志，吴学荣，陈海东，
申请(专利权)人：国网宁夏电力公司石嘴山供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64