[發(fā)明專利]一種基于可拓距K-均值聚類的風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011434041.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112234653B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭春華;孫惠娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J3/38
• 分類號(hào): H02J3/38;H02J3/32;G06Q50/06;G06Q10/04;G06N3/12;G06N3/00;G06K9/62;G06F30/20;G06F30/18
• 代理公司: 南昌賢達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 36136
• 代理人: 金一嫻

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種基于可拓距K?均值聚類的風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置方法，包括以下步驟：將可拓距理論與K?均值聚類算法相結(jié)合對(duì)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置進(jìn)行多場(chǎng)景分析；基于多場(chǎng)景分析、源網(wǎng)荷協(xié)同優(yōu)化以及差異化需求響應(yīng)建立風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化配置模型；在微分進(jìn)化算法中引入正弦函數(shù)的思想和并行計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建并行多目標(biāo)正弦微分進(jìn)化算法對(duì)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化配置模型進(jìn)行求解。本發(fā)明提出的可拓距K?均值聚類算法可以有效提高聚類結(jié)果的準(zhǔn)確性和均衡性；并且基于可拓距K?均值聚類多場(chǎng)景分析方法生成的場(chǎng)景可以有效處理分布式風(fēng)電出力和負(fù)荷需求的不確定性；本發(fā)明采用PMOSDE算法對(duì)模型進(jìn)行求解，PMOSDE算法有效提高了尋優(yōu)速度和尋優(yōu)深度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及配電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種基于可拓距K-均值聚類的風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，在配電網(wǎng)中分布式風(fēng)電得到快速發(fā)展。然而，由于分布式風(fēng)電機(jī)組輸出功率具有較強(qiáng)的波動(dòng)性和間歇性，從而限制了配電網(wǎng)對(duì)分布式風(fēng)電的接納能力。而儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速充放電、靈活配置等特性，將儲(chǔ)能系統(tǒng)與分布式風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行結(jié)合構(gòu)成風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)，則可有效平抑風(fēng)電的波動(dòng)性，進(jìn)而提高風(fēng)電消納率。鑒于此，在配電網(wǎng)電源規(guī)劃中若能實(shí)現(xiàn)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化配置，則可為配電網(wǎng)的風(fēng)電消納以及效益提升發(fā)揮重要作用。現(xiàn)有相關(guān)研究大多是在分布式風(fēng)電接入已確定的基礎(chǔ)中，進(jìn)一步通過(guò)優(yōu)化配置儲(chǔ)能以提高配電網(wǎng)運(yùn)行安全性和風(fēng)電消納率，而針對(duì)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)的優(yōu)化配置則鮮有研究。

風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置需要綜合考慮大時(shí)間尺度的海量場(chǎng)景進(jìn)行中長(zhǎng)期規(guī)劃，一般可采用多場(chǎng)景分析方法處理。多場(chǎng)景分析中的場(chǎng)景壓縮通常采用K-均值聚類算法，如：現(xiàn)有技術(shù)針對(duì)分風(fēng)電出力和負(fù)荷的不確定性，采取了K-均值聚類的多場(chǎng)景分析法進(jìn)行處理；現(xiàn)有技術(shù)利用K-均值聚類對(duì)歷史風(fēng)電功率進(jìn)行聚類，得到不同類別的風(fēng)電功率。然而，常規(guī)K-均值聚類算法由于其初始聚類中心點(diǎn)選取的隨機(jī)性往往會(huì)導(dǎo)致的聚類結(jié)果不穩(wěn)定和聚類精度不高。

有鑒于此，需要提供一種適應(yīng)性更好的風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一，提供一種基于可拓距K-均值聚類的風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種基于可拓距K-均值聚類的風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置方法，包括以下步驟：

步驟1，將可拓距理論與K-均值聚類算法相結(jié)合對(duì)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合優(yōu)化配置進(jìn)行多場(chǎng)景分析；

步驟2，基于多場(chǎng)景分析、源網(wǎng)荷協(xié)同優(yōu)化以及差異化需求響應(yīng)建立風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化配置模型；

步驟3，在微分進(jìn)化算法中引入正弦函數(shù)的思想和并行計(jì)算技術(shù)，構(gòu)建并行多目標(biāo)正弦微分進(jìn)化算法對(duì)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)優(yōu)化配置模型進(jìn)行求解。

進(jìn)一步的，所述步驟1具體包括：

當(dāng)實(shí)軸上任意點(diǎn)z屬于區(qū)間時(shí)，在可拓學(xué)中，利用點(diǎn)與區(qū)間的距來(lái)表征區(qū)間內(nèi)各點(diǎn)區(qū)別，在可拓學(xué)中點(diǎn)z到區(qū)間Z距表達(dá)為：

(1)

式中： d、c表示區(qū)間Z的上、下限；

引入可拓側(cè)距的概念：

設(shè)區(qū)間，點(diǎn)為區(qū)間內(nèi)一點(diǎn)，則點(diǎn)z與區(qū)間Z關(guān)于點(diǎn)的可拓左側(cè)距為：

(2)

當(dāng)時(shí)，則：

(3)

設(shè)區(qū)間，點(diǎn)為區(qū)間內(nèi)一點(diǎn)，則點(diǎn)z與區(qū)間Z關(guān)于點(diǎn)的可拓左側(cè)距為：

(4)