[發明專利]基于改進的Big Bang-Big Crunch的分布式光伏并網接納能力計算方法

有效

• 申請號: 201510445653.5
• 申請日: 2015-07-24
• 公開（公告）號: CN105022885B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 羅鳳章;劉少鵬;王成山
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/06
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種基于改進的Big Bang?Big Crunch的分布式光伏并網接納能力計算方法。其包括基礎數據獲取、模型構建、模型轉換、算法參數初始化、初始碎片解生成、適應度評價、引力解生成、爆炸迭代循環、循環終止判別等步驟。本發明從配電網規劃角度對配電系統中分布式光伏的最大可接入容量問題進行建模，建立以分布式光伏接入容量最大化為目標函數，以系統潮流約束、運行電壓水平約束、支路電流限制、電壓諧波畸變率限制、短路電流限制等為約束條件的并網光伏最大可接入能力模型，通過改進的Big Bang?Big Crunch優化搜索方法來進行求解，本發明能夠為光伏接入系統的規劃、建設和運營提供指導。

技術領域

本發明屬于配電系統規劃技術領域，特別是涉及一種基于改進的Big Bang-BigCrunch的分布式光伏并網接納能力計算方法。

背景技術

在全球性化石能源逐漸枯竭和環境問題日益惡化的背景下，光伏發電被認為是一種具有巨大潛力的可再生能源利用形式。據全球權威能源機構預測，太陽能在本世紀中期將成為人類能源構成中的重要組成部分，而到本世紀末將成為人類能源構成中的主要部分。由于不可避免地會受到天氣等外界環境因素的影響，光伏發電具有間歇性和波動性，因此光伏發電大量并網將對所接入的配電系統的安全運行產生多方面的不利影響。在當前國內光伏產業大力發展和分布式光伏持續大規模接入的新形勢下，如何分析和評估配電系統接納光伏發電的最大潛力以及如何控制和規劃分布式光伏的接入成為最近幾年困擾配電系統規劃工作者的實際難題，開展對該問題的深入研究具有重要的實際意義，將為未來新型配電系統的規劃、建設和運行提供較好的理論依據和技術支撐。

目前，考慮分布式發電接入配電網所帶來的有功損耗、電壓分布、短路電流、電能質量等方面的影響，針對配電網對分布式電源的接納能力，國內外已有較多的研究成果。相關的分析方法主要包括帶約束的最優化方法、仿真模擬方法以及基于擬合的解析方法等。最優化方法以系統最大可接入容量為目標函數，以配電系統潮流等為約束，將光伏接納能力問題建模為最優化模型，并進行求解；仿真模擬方法通過模擬仿真技術逐漸增加系統各點接入容量最終得到光伏極限接納能力；解析方法力圖通過數學解析推導的方式得到并網接納能力與電壓和電流的關系，從而獲得最大接入能力的解析解。由于計算規模的限制以及實際系統與理想系統間存在的差異性，目前仿真模擬方法和解析方法應用于實際配電系統還存在一定的局限性。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于改進的Big Bang-BigCrunch的分布式光伏并網接納能力計算方法。

為了達到上述目的，本發明提供的基于改進的Big Bang-Big Crunch的分布式光伏并網接納能力計算方法包括按順序執行的下列步驟：

步驟一、基礎數據獲取：獲取待研究的配電系統中包括網架結構、負荷水平、電氣參數在內的基礎數據；

步驟二、模型構建：利用步驟一獲取的基礎數據構建分布式光伏并網最大接入能力問題的最優化模型，并確定該最優化模型的目標函數和約束條件；

步驟三、模型轉換：以上述約束條件作為罰函數，將上述最優化模型轉換成求解最小值的無約束適應度函數；

步驟四、算法參數初始化：初始化改進的Big Bang-Big Crunch算法的參數，設定迭代次數t＝0，改進的Big Bang-Big Crunch算法的碎片解個數為n，碎片解的編碼長度為配電系統中可接入分布式光伏的節點總數，并確定收縮因子a以及迭代終止條件；

步驟五、初始碎片解生成：在無約束適應度函數的可行域內隨機產生n個候選解，即初始碎片解，形成初始碎片解集合；

步驟六、適應度評價：根據上述碎片解對應的分布式光伏并網接入情況進行交流潮流計算、諧波潮流計算和短路計算，并將節點電壓、支路電流、電壓總諧波畸變率和短路電流結果帶入無約束適應度函數的公式中，求解出對應的適應度；