[發明專利]一種基于遺傳算法的多目標優化的配電網重構方法

在審

• 申請號: 202310584839.3
• 申請日: 2023-05-23
• 公開（公告）號: CN116565853A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 周丹;王慶華
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/50;H02J3/18
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 陳升華

本發明公開了一種基于遺傳算法的多目標優化的配電網重構方法，本發明建立了包含新能源(光伏)和電動汽車的配電網重構(DNR)模型，提出將聯絡線開關的位置以及新能源(光伏)和電動汽車的無功功率調節范圍作為決策變量，將多目標進化算法應用于該DNR模型，并考慮將線路損耗和電壓偏差作為優化目標。DNR可以通過本文所提模型優化現有資源通過改變分段和聯絡開關的狀態優化重構配電網絡的配置，保證配電網的供電可靠性。

技術領域

本發明涉及配電網重構(DNR)領域，具體涉及一種基于遺傳算法的多目標優化方法用于重構配電網網絡結構以提高配電網系統的可靠性與質量。

背景技術

近年來，受到經濟下行周期，國內能源市場需求呈現出明顯下行趨勢，但是并未影響新能源的發展。2020年，中國宣布中國碳達峰、碳中和目標，加速推進了能源轉型的步伐，這意味著到2060年，清潔低碳安全高效的能源體系全面建立，非化石能源消費比重將達80％以上。同時，新能源的廣泛應用帶動了電動汽車的爆發式增長。這種現象導致了配電網調度運行受到影響的問題，配電網輸電可靠性下降、電能損耗上升等問題日益嚴重。新能源受天氣因素影響具有很大的不確定性是影響配電網電能質量波動的問題。然而，隨著車輛到電網的發展，電動汽車展現出驚人的儲能能力。一方面，大量儲能電池可實現削峰填谷，實現發電和用電平衡。另一方面，電動汽車可以實現在極端天氣情況下為新能源的不穩定性提供一定的保障能力。電網形態發生了重大改變，新能源、儲能、電力交易等新型技術和商業模式將快速發展，同時電力用戶對配電網可靠性也有更高的要求。配電網一旦發生故障或者遭受極端災害破壞時會造成巨大的經濟損失，電力公司的目標是利用可用資源可靠且經濟地為用戶供電，因此增強配電系統的可靠性為客戶提供不間斷的電力供應是必要的，配電網可以通過改變拓撲提高其供電電壓的可靠性和質量。

近年來，在配電網重構優化方面進行了大量工作，許多基于分析的智能算法的出現提供了解決DNR問題的思路，例如遺傳算法、混合整數二次規劃、蟻群搜索算法等。但是以上基于分析的智能算法有以下不足：(1)基于分析的DNR方法的準確性和有效性嚴重依賴于所使用模型的建模精度，然而精確模型具有模型缺失魯棒性的問題。(2)需要基于幾個近似值來推導出數學模型，這需要完整的系統信息(3)智能算法的共同缺陷是當系統規模增大時算法搜索量大，計算量大，難以在實時應用中使用。

發明內容

本發明提供了一種基于遺傳算法的多目標優化的配電網重構方法，用于提高配電網系統的穩定性。DNR可以通過本發明所提模型優化現有資源通過改變分段和聯絡開關的狀態優化重構配電網絡的配置，保證配電網的供電可靠性。

本發明就配電網重構(DNR)問題提出一種多目標優化模型用于提高配電網系統的可靠性，本發明建立了包含新能源(光伏)和電動汽車的配電網重構(DNR)模型，提出將聯絡線開關的位置以及新能源(光伏)和電動汽車的無功功率調節范圍作為決策變量，將多目標進化算法應用于該DNR模型，并考慮將線路損耗和電壓偏差作為優化目標。

本發明的目的是利用本發明所提模型優化配電網結構，提高配電網的供電可靠性。針對上述所提到近似數學模型和啟發式算法的缺點，本發明對現有的DNR方法進行改進，采用多目標優化的DNR模型提供一種可靠的優化DNR方式，可靠的原因在于將電動汽車及聯絡線開關融入到模型中能夠增多配電網重構優化的手段，實現根據實際環境的變化得到不同最優方案的目的。

一種基于遺傳算法的多目標優化的配電網重構方法，包括以下步驟：

(1)將配電網的拓撲結構劃分為若干個區域，計算配電網內光伏的無功功率調節范圍和電動汽車的無功功率調節范圍，初始化配電網開關狀態以及遺傳算法的種群、向量、旋轉矩陣和進化率；