[發(fā)明專利]一種基于改進量子粒子群算法的微能源網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法

有效

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• 申請日: 2018-10-29
• 公開（公告）號: CN109523065B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈嶸;侯旭倩;王開艷;張惠智;黨建
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 韓玙

本發(fā)明公開了一種基于改進量子粒子群算法的微能源網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法，包括建立微能源網(wǎng)每日成本的目標(biāo)函數(shù)，計算微能源網(wǎng)中設(shè)備的出力約束；建立量子粒子群算法模型，并設(shè)定量子粒子群算法模型的種群規(guī)模，最大迭代次數(shù)和領(lǐng)域搜索半徑上下限、計算得到每個設(shè)備的最優(yōu)出力和微能源網(wǎng)每日最低成本的步驟。本發(fā)明一種基于改進量子粒子群算法的微能源網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法，能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源消納，在微能源網(wǎng)可靠運行下使得日運行經(jīng)濟性和環(huán)境治理成本最低，為含有可再生能源及儲能的微能源網(wǎng)的優(yōu)化調(diào)度問題提供了一種新的求解算法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于改進量子粒子群算法的微能源網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)

著全球化石燃料的枯竭和環(huán)境問題的日益嚴(yán)重，構(gòu)建低碳清潔、安全高效的能源體系成為當(dāng)今世界能源發(fā)展的主要關(guān)注點。“互聯(lián)網(wǎng)+”、“綜合能源系統(tǒng)”和“能源互聯(lián)網(wǎng)”等概念的提出成為能源發(fā)展的新興浪潮，為能源分析提供了全新的視角。微能源網(wǎng)作為能源互聯(lián)網(wǎng)的終端供能系統(tǒng)是實現(xiàn)多能互濟、能源梯級利用的必然選擇。

微能源網(wǎng)依托于“能源互聯(lián)網(wǎng)”的背景對傳統(tǒng)微電網(wǎng)加以延伸，是一種多能源的互聯(lián)系統(tǒng)。微能源網(wǎng)包含多種能源網(wǎng)絡(luò)，如：電力網(wǎng)、天然氣網(wǎng)、熱力網(wǎng)及交通網(wǎng)等，通過互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)將多種能源協(xié)調(diào)實現(xiàn)多能互補。而當(dāng)今社會的能源短缺問題日益凸顯，因此，通過微能源網(wǎng)規(guī)劃運行探究多種能源耦合機理，實現(xiàn)能源互濟是社會發(fā)展的必然選擇。優(yōu)化調(diào)度問題是微能源網(wǎng)規(guī)劃運行的一大重要問題，優(yōu)化調(diào)度是指在滿足微能源網(wǎng)可靠運行和冷熱電負(fù)荷需求的條件下，按照一定的優(yōu)化調(diào)度策略，合理的分配各個微源的出力，從而使微能源網(wǎng)的日運行成本和環(huán)境治理成本最低。

由于微能源網(wǎng)的建模是對多維度、多約束問題的求解，且含有大量局部極小值，因此，微能源網(wǎng)經(jīng)濟調(diào)度模型的求解對優(yōu)化算法的尋優(yōu)能力和收斂速度要求更高。目前，對微能源網(wǎng)的經(jīng)濟調(diào)度模型的求解已取得了一定的進展,如初壯、陳潔等基于遺傳算法，通過對交叉概率和變異概率改進，避免粒子早期陷入局部最優(yōu)解，提高了算法收斂速度，實現(xiàn)微源有功和無功優(yōu)化出力。李佳等基于粒子群算法，采用自適應(yīng)學(xué)習(xí)因子及凸函數(shù)遞減慣性權(quán)重來提高算法的收斂速度和精度。楊佩佩等基于PSO算法建立以溫室氣體排放量最少以及污染物治理成本最低為目標(biāo)函數(shù)的微網(wǎng)優(yōu)化模型。張甲江等在量子粒子群算法中結(jié)合混沌擾動和協(xié)同進化策略對非線性整數(shù)規(guī)劃問題進行求解，實現(xiàn)分布式電源的優(yōu)化運行。由于量子粒子群(QPSO)算法進化過程中不含速度(V)向量，進化方程含有較少的參數(shù)，易控制，全局搜索性能更佳因此在微能源網(wǎng)的調(diào)度方法中得到了青睞。但在用QPSO求解微能源網(wǎng)調(diào)度模型時發(fā)現(xiàn)粒子在進化時不斷靠攏于種群最優(yōu)位置，使得種群多樣性得以降低，易在迭代的后期陷入局部最優(yōu)解。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于改進量子粒子群算法的微能源網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法，能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源消納，在微能源網(wǎng)可靠運行下使得日運行經(jīng)濟性和環(huán)境治理成本最低。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種基于改進量子粒子群算法的微能源網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度方法，具體按照下述步驟進行：

步驟1，建立微能源網(wǎng)每日最低成本的目標(biāo)函數(shù)建立微能源網(wǎng)每日最低成本的目標(biāo)函數(shù)，計算微能源網(wǎng)中設(shè)備的出力約束；

建立量子粒子群算法模型，并設(shè)定量子粒子群算法模型的種群規(guī)模，最大迭代次數(shù)和領(lǐng)域搜索半徑上下限；

步驟2，根據(jù)微能源網(wǎng)每日最低成本的目標(biāo)函數(shù)、能源網(wǎng)中設(shè)備的出力約束量子粒子群算法模型計算得到每個設(shè)備的最優(yōu)出力和微能源網(wǎng)每日最低成本。

本發(fā)明的特點還在于：

步驟1中按照下述步驟建立微能源網(wǎng)每日最低成本的目標(biāo)函數(shù)：

步驟1.1，計算微能源網(wǎng)一天的運行成本F₁(t)和污染物治理成本F₂(t)；