[發明專利]一種基于帝國主義競爭算法的智能配電網隨機潮流方法

有效

• 申請號: 201610166083.0
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105633971B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 劉建坤;衛鵬;周前;陳靜;徐青山;黃煜
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力試驗研究院有限公司;國網江蘇省電力公司電力科學研究院;國家電網公司;東南大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 陳靜

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，特別是涉及一種基于帝國主義競爭算法的智能配電網隨機潮流方法。

背景技術

分布式發電(Distributed generation,DG)是解決當前能源危機和環境污染問題的有效手段，隨著單位電能生產成本的不斷降低和政策的大力支持，含分布式電源的微網將是未來智能配電網的重要組成部分。由于可再生能源如風能、太陽能等以及負荷功率具有很大的不確定性，微網的運行控制將面臨新的挑戰。

潮流計算是電力系統運行分析和規劃設計的基礎，傳統潮流方法如適合輻射型網絡的前推回代法和環狀結構的N-R法都無法全面反映系統不確定因素的影響，并且大量DG的接入改變了原來配電網的拓撲結構(由純輻射型變為弱環型)，使得單一的潮流算法具有很大的局限，因此研究適應未來智能配電網特點的潮流計算方法具有重要意義。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種能夠加快算法的計算速度，提升算法的有效性和實用性的基于帝國主義競爭算法的智能配電網隨機潮流方法。

技術方案：本發明所述的基于帝國主義競爭算法的智能配電網隨機潮流方法，具體包括以下幾個步驟：

S1：建立負荷、風力發電系統和太陽能光伏發電系統的隨機模型，并產生輸入隨機變量的樣本；

S2：初始化電壓幅值和相角；計算適應度函數F的值并確定初始帝國；

S3：進行帝國的同化和革命操作；

S4：比較帝國主義國家和殖民地的適應度函數F_imp、F_col，交換帝國主義國家和殖民地的位置；

S5：計算整個帝國的適應度函數值并進行帝國合并；

S6：引入克隆進化算子，加快算法的收斂速度，得到輸出變量的概率分布。

進一步，所述步驟S1中，系統隨機模型的構建方法包括以下的步驟：

S1.1：計算負荷的有功功率的概率密度函數f(P)和無功功率的概率密度函數f(Q)：

式(1)中，μ_P、σ_P分別為負荷的有功功率的期望值、方差，μ_Q、σ_Q分別為負荷的無功功率的期望值、方差；

S1.2：采用雙參數Weibull函數擬合風電機組有功出力的概率密度函數f(v)：

式(2)中，v為風速，k和c分別為Weibull分布的兩個參數；將式(2)產生的風速序列代入式(3)，求得風電機組有功出力的概率分布函數P(v)：

式(3)中，P_R為風電機組的額定功率；v_R、v_in和v_out分別為額定風速、切入風速和切出風速；

S1.3：計算太陽能光伏發電系統的輸出功率P：

式(4)中，P_STC為標準狀態太陽能光伏發電系統的額定功率，G_ING、G_STC分別為實際的輻射強度和標況下的輻射強度，k為最大功率溫度系數，T_c和T_r分別為實際溫度和參考溫度。

進一步，所述步驟S2中，初始帝國的確定方法如下：

S2.11：隨機產生N_pop個國家，在約束范圍內隨機選取電壓幅值和相角的值，得到輸入向量x＝[V₁,V₂,…,δ₁,δ₂,…]，其中V_i為電壓幅值，δ_i為相角的值；

S2.12：選取適應度函數F較大的前N_imp個國家作為帝國主義國家，剩下的都作為殖民地，并為每個帝國主義國家分配殖民地形成初始的N_imp個帝國。

進一步，計算適應度函數F的方法如下：

S2.21：計算基本潮流方程：

式(5)中，和分別為節點i的計算有功功率和計算無功功率，|Y_ij|為節點i導納矩陣的元素，θ_ij為i、j兩節點的相角差，δ_i為節點i的電壓相角，δ_j為節點j的電壓相角；

S2.22：計算節點i的最大有功變化率ΔP和最大無功變化率ΔQ：