[發明專利]一種面向智慧園區的變壓器負荷管理方法及裝置

有效

• 申請號: 201810063255.0
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108110766B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 周斌;劉炬;李文芳;卜惠蘭;黎燦兵;游玫瑰;汪樟垚
• 申請（專利權）人: 華翔翔能電氣股份有限公司;湖南大學
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/14
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 逯恒

本發明實施例提供了一種面向智慧園區的變壓器負荷管理方法及裝置，該方法通過將配電變壓器的生命損耗成本整合到多個異構用電單元的需求響應模型中，以此構建一個混合整數非線性優化模型來決定配電變壓器的總的轉移負荷和總的削減負荷。此外，對配電變壓器下每個用電單元的用電情況進行了優化調度，構建了一個高維多目標優化模型，利用提出的基于超平面投影的多目標進化算法實現了眾多異構用電單元參與需求響應時負荷的最優分配。所提出的多目標進化算法通過投影點的分類對歸屬同類的種群分別進行評估、排序，以此解決進化算法種群的進化和選擇問題。所提出的方法不僅保證了種群的多樣性，且收斂速度快，不易陷入局部最優。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，具體而言，涉及一種面向智慧園區的變壓器負荷管理方法及裝置。

背景技術

隨著配電系統中電力消費規模的增長，配電變壓器在電力消費高峰時段頻繁地過載運行，導致配電變壓器加速老化，其使用壽命大幅縮短。變壓器負荷管理問題涵蓋了包含電動交通工具、各種家用電器、分布式發電在內的多個智能設備的區域協調優化問題。目前，針對智能家用電器和電動汽車(electric vehicle，EV)的研究已經證明在電力需求側存在巨大的空間，并可以對這類可控負荷進行靈活管理。同時，對配電變壓器峰值負荷的優化可以通過鼓勵家庭用戶參與需求響應(demand response，DR)來實現。需求響應是指為了提高電網運行的穩定性、可靠性、經濟性、實現能源的高效利用，針對用戶側提出的一種以激勵的形式來鼓勵用戶參與負荷調節的機制。近年來，美國通過這種激勵形式的需求響應，使可控負荷呈現“柔性特征”，實現了大部分地區負荷的“削峰填谷”。需求響應不僅改變了原來僅依靠裝機容量來滿足電力需求增長的發展模式，還實現了電網的“削峰填谷”及減少用戶用電成本的多贏局面。

目前，為求解多用戶需求響應問題，已有多種基于多代理框架的分布式算法被提出，這些算法的目的是最大限度地降低電力需求的峰均比或者通過最小化電力公司和客戶的成本來提高社會福利。對大規模的需求響應調度問題的求解，將其看作一個分層模型，利用解耦技術將其分解成多個子問題來求解。盡管如此，這些需求響應機制并不能保證可以滿足配電系統中資產的容量限制。此外，針對負荷服務公司，已有研究提出不同的效用函數以最小化總的家庭用電成本和最大化用戶用電的舒適度，與此同時滿足峰值負荷減少的目標。在電力市場的價格和需求響應激勵機制的驅動下，不同的用戶在電力高峰期會有不同的消費行為和不同的獲利方式，因此多用戶需求響應不協調可能會導致不同的用戶間存在競爭行為，導致新一輪的負荷波峰、波谷，而使能源利用效率降低。在對多目標決策問題模型的求解上，現有的模型多采用帕累托優化算法，如非支配排序遺傳算法(nondominatedsorting genetic algorithm，NSGA)、多目標差分進化算法(multi-objectivedifferential evolution，MODE)、基于分解的多目標進化算法(multiobjectiveevolutionary algorithm based on decomposition，MOEA/D)等。但是隨著電力系統中優化目標的增加，非支配解呈幾何性增加，這使得基于非支配排序的算法對種群的選擇壓力下降，搜索和選擇解集的效率低下，在逼近整個帕累托前沿時所需的種群規模呈指數級增長，若仍然采用此類進化算法來獲得最優解，不僅非常耗時、不能保持種群的多樣性，還容易陷入局部最優。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于，提供一種面向智慧園區的變壓器負荷管理方法及裝置以解決上述問題。

本發明實施例提供一種面向智慧園區的變壓器負荷管理方法，所述方法包括：

構建考慮配電變壓器生命損耗成本下智慧園區的隨機需求響應模型，優化得到所述配電變壓器的總的轉移負荷和總的削減負荷；

構建基于多個異構用電單元需求響應的多目標決策模型；