[發(fā)明專利]基于混合整數(shù)規(guī)劃的多目標(biāo)分布式電源選址定容方法

在審

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• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106779313A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邢海軍;田書欣;范宏;趙曉莉;符楊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種分布式電源管理技術(shù)，特別涉及一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的多目標(biāo)分布式電源選址定容方法。

背景技術(shù)

在全球能源危機(jī)及環(huán)境污染日益嚴(yán)重的背景下，以分布式電源(Distributed Generation,DG)為代表的可再生能源發(fā)電越來越受到重視。DG能夠降低線路的傳輸功率，減小配電系統(tǒng)損耗和改善電壓質(zhì)量；提高配電網(wǎng)的可靠性。但DG的接入也給配電網(wǎng)帶來一系列的問題，如諧波污染，接入點(diǎn)電壓升高、系統(tǒng)雙向潮流、短路電流升高、三相不平衡，電壓波動等，同時這些問題的存在也會限制DG的接入。若DG接入位置和容量適宜可以降低系統(tǒng)網(wǎng)損、改善網(wǎng)絡(luò)可靠性、電壓質(zhì)量；但若DG接入位置或容量不合理，不但會造成配電網(wǎng)資產(chǎn)閑置，而且會帶來一些列的負(fù)面影響。隨著DG在配電網(wǎng)中滲透率的增加，DG并網(wǎng)對緩解電力需求緊張、改善能源結(jié)構(gòu)等起到了重要作用，但同時也給包括規(guī)劃在內(nèi)的一系列電力系統(tǒng)優(yōu)化問題帶來了新的挑戰(zhàn)。因此，采用科學(xué)的方法對DG選址定容進(jìn)行研究，對配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)、安全運(yùn)行具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對分布式電源發(fā)展和運(yùn)用存在的問題，提出了一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的多目標(biāo)分布式電源選址定容方法，DG選址定容模型轉(zhuǎn)換成二階錐規(guī)劃模型(Second-Order Cone Programming,SOCP)進(jìn)行求解，可以采用成熟解法器進(jìn)行快速模型求解，得到全局最優(yōu)解。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的多目標(biāo)分布式電源選址定容方法，將多目標(biāo)規(guī)劃模型轉(zhuǎn)換成可操作的單目標(biāo)二階錐規(guī)劃模型SOCP，具體包括如下步驟：

1)基于DG時序特性，建立考慮DG投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，網(wǎng)絡(luò)損耗費(fèi)用的多目標(biāo)DG選址定容模型；

2)以單個目標(biāo)最小求最優(yōu)解：將DG選址定容模型轉(zhuǎn)換成SOCP模型，結(jié)合解法器對各個目標(biāo)進(jìn)行快速模型求解，得到各個單個目標(biāo)的最優(yōu)解；

3)采用正交邊界交點(diǎn)NBI法對多目標(biāo)進(jìn)行處理：多目標(biāo)規(guī)劃問題中對于一個可行點(diǎn)x^*，當(dāng)一個目標(biāo)的提升必須以犧牲其它目標(biāo)為代價時，則稱該點(diǎn)x^*是一個Pareto最優(yōu)解，由1個Pareto最優(yōu)解對應(yīng)多個目標(biāo)的方式形成映射矩陣Φ_b，通過映射Φ_b，設(shè)定的各個目標(biāo)的權(quán)重向量β_k映射到目標(biāo)空間L中，得到烏托邦線，烏托邦線上法向量n_b與多目標(biāo)Pareto前端解集構(gòu)成Pareto曲面的交點(diǎn)處的截距D_k最大時，對應(yīng)的Pareto曲面上的點(diǎn)為多目標(biāo)DG選址定容最優(yōu)解。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明基于混合整數(shù)規(guī)劃的多目標(biāo)分布式電源選址定容方法，SOCP模型結(jié)合正交邊界交點(diǎn)NBI法求解配電網(wǎng)多目標(biāo)規(guī)劃同樣適用于其他配電網(wǎng)相關(guān)問題，可以為配電網(wǎng)規(guī)劃、運(yùn)行優(yōu)化提供新的思路及可計算方法。

附圖說明

圖1為本發(fā)明NBI法求解示意圖；

圖2為本發(fā)明求解流程圖圖；

圖3為本發(fā)明IEEE 33節(jié)點(diǎn)算例初始網(wǎng)絡(luò)圖；

圖4為本發(fā)明WTG、PVG、負(fù)荷典型日曲線圖；

圖5為本發(fā)明投資與網(wǎng)絡(luò)損耗的Pareto曲線圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明基于DG時序特性，建立考慮DG投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用，網(wǎng)絡(luò)損耗費(fèi)用的多目標(biāo)DG選址定容模型。為了得到均勻分布的Pareto前端解，采用正交邊界交點(diǎn)(Normal Boundary Intersection，NBI)對多目標(biāo)問題進(jìn)行處理。通過采用配電網(wǎng)前推回代潮流方程及約束松弛策略將DG選址定容規(guī)劃模型轉(zhuǎn)換成二階錐規(guī)劃模型，采用CVX平臺及GUROBI解法器對問題進(jìn)行求解。

本發(fā)明通過以下途徑實(shí)現(xiàn)：

1)建立DG選址定容為多目標(biāo)規(guī)劃模型，目標(biāo)函數(shù)包括：最小化規(guī)劃期內(nèi)總的投資、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用及最小化規(guī)劃期內(nèi)總的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗，具體如下：

min f₁＝C^inv+C^o+C^m+C^grid (1)

min f₂＝C^ploss (2)

DG投資費(fèi)用

DG運(yùn)行費(fèi)用

DG維護(hù)費(fèi)用

配電網(wǎng)上上級電源購電費(fèi)用

網(wǎng)絡(luò)損耗費(fèi)用

δ_y＝1/(1+r)^y-1 (8)