[發明專利]微電網多目標轉化單目標的方法

在審

• 申請號: 201611007282.3
• 申請日: 2016-11-16
• 公開（公告）號: CN106602593A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 李揚;翟曉娟;李國慶;張明江;王振浩;金鵬;陳繼開
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;G06F17/50;G06N3/00
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司22100
• 代理人: 白冬冬

技術領域

本發明屬于微電網優化運行領域。

背景技術

近年來，由于人們環保意識的不斷增強，大家逐漸意識到，分布式發電和集中式供電相比，其經濟效率高，是環保工程且供電更安全，這使得分布式發電受到了重視。而微電網作為分布式電源（distribution generation，DG）的有效接入方式，其優化運行能有效提高能源利用率，減少發電成本和污染物的排放，對微電網系統的經濟、環保、可靠運行有重要的意義，因此，研究微電網的優化運行具有重要的實用價值和理論意義。但微網的優化運行又是一個復雜的多目標、多約束、多變量的問題，這對研究微電網的經濟調度問題是新的挑戰。

針對微電網的優化運行問題，國內外學者已進行了一些有益的探索，但是有的探索沒有考慮風機、光伏等間歇性DG的影響，有的沒有將機會約束規劃模型考慮進去，有的多目標優化問題雖然考慮了間歇性DG，但是在處理目標函數時所用的方法不足以得到最優解。

發明內容

本發明的目的利用模糊處理的方法，將多目標問題轉化為單目標，并提出一種改進蟻群算法對所建模型進行求解的微電網多目標轉化單目標的方法。

本發明的步驟是：

①建立風機和光伏的不確定性出力模型，利用序列運算理論得到風機、光伏的共同出力的期望值，具體過程為：

a、根據對實測數據的分析表明，風速近似服從威布爾分布，其分布函數為：

（1）

其概率密度函數為：

（2）

式（1）、（2）中，代表實際風速；代表形狀參數，一般取；代表尺度參數，反映某個時段的平均風速，有；

風力機組的輸出功率和實際風速的函數關系如下：

（3）

式（3）中，表示額定風速；表示切入風速；表示切出風速；表示風機的額定輸出功率；

b、光伏電池組件的功率輸出表達式如下：

（4）

式（4）中，為光伏電池的實際輸出功率；為標準測試條件下的電池輸出功率；為實際輻照強度；為標準測試條件下的輻照強度；為功率溫度系數；為電池板工作溫度；為參考溫度；

光伏電池出力的概率密度函數為：

（5）

式（5）中，、為形狀參數，其關系為，為光強平均值；為光伏電池的最大輸出功率；

c、令風機出力的概率性序列為，序列長度為，光伏出力的概率性序列為，序列長度為，令風機、光伏的共同出力的概率性序列為，序列長度為；共同出力的計算公式如下：

（6）

（7）

公式（6）中，為時段風機和光伏共同出力的期望值；

式（7）完整的表述如下：

（8）；

②在考慮機會約束規劃的同時建立優化模型，選取待優化變量、優化目標及確定約束條件：

a、選取待優化變量，連續變量為各臺微燃機在時刻的有功出力，離散變量主要包括機組狀態變量和開機變量；

b、選取優化目標，優化目標函數表達式為：

（9）

（10）

式（9）中，為微電網運行發電成本；為機組在時刻的出力；為機組在時刻表示機組的燃料消耗成本；為0-1變量，機組在時刻的運行狀態，該值是0表示停機，該值是1表示運行；為機組的啟動成本；為機組的備用容量成本；為機組在第時刻的旋轉備用；式（10）中，為污染氣體的排放總量；、、為微燃機的污染氣體排放系數；

c、確定約束條件，約束條件包括等式約束和不等式約束兩部分：

等式約束寫為：

（11）

式（11）中，為時刻的卸荷負載出力；為儲能在時刻的充電功率；為儲能在時刻的放電功率；為時刻的負荷預測值；、為蓄電池運行一個周期的始末容量；

不等式約束條件：

（12）

式（12）中，、分別為機組出力的上下限；、分別為蓄電池所允許的剩余電量的最小最大值；為備用容量；、分別為時段風機和光伏的出力；為給定的置信度；、分別為微燃機增加和降低有功功率的極限值；

③分別選取適合兩個目標函數的隸屬度函數，并確定隸屬度函數：

兩個目標函數選取的隸屬度函數分別為：

（13）

（14）