基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法。本发明专利技术包括获取低压台区内负荷三相电流数据，构建开关状态矩阵S，建立三相负荷不平衡度指标，计算换向开关总动作次数；建立包含三相不平衡度指标θ、换相开关总动作次数C的目标函数；构建目标函数的边界约束条件；利用混沌粒子群算法对目标函数进行求解；根据目标函数的求解结果获得最优调相方案。本发明专利技术解决了频繁调节负荷给用户带来的供电可靠性问题。户带来的供电可靠性问题。户带来的供电可靠性问题。

【技术实现步骤摘要】
基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法


[0001]本专利技术属于电网运维的
，具体涉及一种基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法。

技术介绍

[0002]随着新型电力系统中分布式光伏、电动汽车充电桩此类柔性负荷接入率的不断提高，传统电力系统的三相不平衡治理方法未能充分考虑新型电力系统背景和需求响应政策环境下的分布式新能源、柔性负荷等用户的可调节特性。在新型电力系统背景下容易出现调荷结果低质量甚至不可用，容易出现过调荷或欠调荷带来的频繁调荷现象，给用户带来供电可靠性的下降，增加不必要的网损，开关损耗等。
[0003]现有的三相不平衡治理技术，包括基于限定步长不断逼近的负荷调整治理方法，但此类方法未充分考虑重要用户对供电可靠性的高要求，调荷方案往往不合理或难以实施，容易出现频繁调荷现象，同时计算速度过慢，效率较低的问题；还包括在负荷端增加补偿装置、通过手动换相或自动换相的方式对负荷端进行补偿，从而降低三相的不平衡度的方式，但是补偿装置价格昂贵，投入成本巨大。另外，现有技术需要运维人员去到一线进行操作，消耗的人力成本较高。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的一个或者多个缺陷与不足，本专利技术的目的在于提供一种基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，解决了传统三相不平衡治理中调荷给用户带来的供电可靠性问题，同时充分利用分布式光伏、充电桩此类柔性负荷的可调节特性来代替用户负荷的调节，提升系统运行的可靠性，降低了三相不平衡度，改善电压水平。
>[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下的技术方案。
[0006]一种基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，包括步骤如下：
[0007]获取低压台区内负荷三相电流数据，构建开关状态矩阵S，建立三相负荷不平衡度指标，计算换向开关总动作次数；
[0008]建立包含三相不平衡度指标θ、换相开关总动作次数C的目标函数；
[0009]构建目标函数的边界约束条件；
[0010]利用混沌粒子群算法对目标函数进行求解；
[0011]根据目标函数的求解结果获得最优调相方案。
[0012]优选地，构建开关状态矩阵S，具体过程如下：
[0013]建立表示换向开关所对应三相相序的开关状态矩阵S；在换相开关分别打到A相、B相、C相时，所有换相开关的向量状态可以组成一个开关状态矩阵S，开关状态矩阵S如下式所示：
[0014]S＝[s1,s2,s3,...s
i
][0015]其中，i表示低压台区内换相开关总的个数，s1,s2,s3,...s
i
分别代表不同的换相开关状态向量，具体如下：
[0016]s
i
＝[1,0,0]T
，换相开关打到A相
[0017]s
i
＝[0,1,0]T
，换相开关打到B相
[0018]s
i
＝[0,0,1]T
，换相开关打到C相
[0019]确定三相负荷在初始状态时对应的全部换相开关的状态，标记初始换相开关状态矩阵S0如下式所示：
[0020][0021]初始开关状态矩阵S0表示了未经治理前的低压台区状态。
[0022]进一步地，三相负荷不平衡度指标，为三相中电流最小一相的电流值I
3min
，与三相中电流最大一相的电流值I
3max
的比值，三相负荷不平衡度指标θ的具体计算公式如下式所示：
[0023][0024]进一步地，计算换向开关动总作次数，具体过程如下：
[0025]设定C表示分布式光伏、充电桩负荷相应的换相开关总动作次数，c
i
表示第i个换相开关是否动作，则有：
[0026][0027][0028]换相开关总动作次数C的计算如下式所示：
[0029][0030]其中，n表示总的换向开关的个数。
[0031]进一步地，目标函数为：在三相不平衡治理中，以三相不平衡度指标θ最小的同时，换相开关总动作次数C最少；目标函数如下式所示：
[0032]F1＝min{θ}
[0033]F2＝min{C}
[0034]其中，F1和F2要同时成立。
[0035]进一步地，边界约束条件，包括三相电流I
a
、I
b
、I
c
需要满足下式的边界约束条件：
[0036]I
a
<I
loadmax
[0037]I
b
<I
loadmax
[0038]I
c
<I
loadmax
[0039]配变的负载率P
load
需要满足的边界约束条件：
[0040]P
load
≤100％
[0041]增加分布式光伏、充电桩负荷用户时，对应的换相开关需要满足的边界约束条件：
[0042][0043]进一步地，利用混沌粒子群算法对目标函数进行求解，具体过程包括：
[0044]设置粒子群的初始位置、大小以及速度，开始混沌初始化随机产生n个换向开关s
i
向量组成随机的开关状态矩阵S；
[0045]计算目标函数，确定当前粒子群中各个粒子的个体极值，确定整个粒子群当前全局的最优解；
[0046]根据当前各个粒子的位置和速度，产生各个粒子新的位置和速度；
[0047]更新各个粒子自身的位置，确定此时的各个粒子个体极值和全局极值位置；
[0048]检验是否达到终止条件；若没有达到终止条件，则返回计算目标函数的步骤；若达到终止条件，则输出全局最优解。
[0049]进一步地，终止条件为：三相不平衡度指标θ小于等于百分之四。
[0050]进一步地，更新各个粒子自身的速度的公式如下：
[0051]v
ik+1
＝c0v
ik
+c1(pxbest
ik
‑
x
ik
)+c2(gxbest
k
‑
x
ik
)，
[0052]其中，pfbest
k
为个体极值，gxbest
k
为全局极值位置，x
ik
为个体当前的位置，v
ik
为个体当前的速度；
[0053]更新各个粒子自身的位置的公式如下：
[0054]x
ik+1
＝x
ik
+v
ik+1
。
[0055]进一步地，获得最优调相方案的具体过程如下：
[0056]对三相不平衡度指标θ、换相开关总动作次数C分别利用Z
‑
score标准化进行归一化处理，得到归一化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，其特征在于，包括步骤如下：获取低压台区内负荷三相电流数据，构建开关状态矩阵S，建立三相负荷不平衡度指标，计算换向开关总动作次数；建立包含三相不平衡度指标θ、换相开关总动作次数C的目标函数；构建目标函数的边界约束条件；利用混沌粒子群算法对目标函数进行求解；根据目标函数的求解结果获得最优调相方案。2.根据权利要求1所述的基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，其特征在于，所述构建开关状态矩阵S，具体过程如下：建立表示换向开关所对应三相相序的开关状态矩阵S；在换相开关分别打到A相、B相、C相时，所有换相开关的向量状态可以组成一个开关状态矩阵S，开关状态矩阵S如下式所示：S＝[s1,s2,s3,...s
i
]其中，i表示低压台区内换相开关总的个数，s1,s2,s3,...s
i
分别代表不同的换相开关状态向量，具体如下：s
i
＝[1,0,0]
T
，换相开关打到A相s
i
＝[0,1,0]
T
，换相开关打到B相s
i
＝[0,0,1]
T
，换相开关打到C相确定三相负荷在初始状态时对应的全部换相开关的状态，标记初始换相开关状态矩阵S0如下式所示：初始开关状态矩阵S0表示了未经治理前的低压台区状态。3.根据权利要求2所述的基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，其特征在于，所述三相负荷不平衡度指标，为三相中电流最小一相的电流值I
3min
，与三相中电流最大一相的电流值I
3max
的比值，三相负荷不平衡度指标θ的具体计算公式如下式所示：4.根据权利要求3所述的基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，其特征在于，所述计算换向开关动总作次数，具体过程如下：设定C表示分布式光伏、充电桩负荷相应的换相开关总动作次数，c
i
表示第i个换相开关是否动作，则有：c
i
＝0,s
i
＝s
i0
c
i
＝1,s
i
≠s
i0
换相开关总动作次数C的计算如下式所示：其中，n表示总的换向开关的个数。
5.根据权利要求4所述的基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，其特征在于，所述目标函数为：在三相不平衡治理中，以三相不平衡度指标θ最小的同时，换相开关总动作次数C最少；目标函数如下式所示：F1＝min{θ}F2＝min{C}其中，F1和F2要同时成立。6.根据权利要求5所述的基于混沌粒子群的分布式光伏和充电桩选相接入规划方法，其特征在于，所述边界约束条件，包括三相电流I
a
、I
b
、I
c
需要满足下式的边界约束条件：I
a
<I

【专利技术属性】
技术研发人员：童家鹏，罗林欢，董选昌，王嘉延，黄文栋，杨溢儒，阮启洋，周文锴，郭霖徽，陆宏治，陆慧，张雨，王德辉，许卓佳，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：