[发明专利]基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法

说明书

本发明公开了一种基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法，步骤如下：步骤一：建立双层规划模型；步骤二：进行潮流计算，并将潮流计算进行线性化；步骤三：构建含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法；步骤四：将双层规划模型转化为单层单目标规划模型；步骤五：根据单层单目标规划模型构造一个双目标优化问题；步骤六：利用步骤三中的含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法对步骤五中的双目标优化问题进行求解。本发明的正弦载波的Levy飞行，可以很好的将随机解限制在决策变量的约束范围内，且可以支持局部精确寻优。双目标优化问题可以迫使不可行解向可行解区域移动，逐步改善可行解，加快解的优化速度，提高算法的效率。

技术领域

本发明属于电力系统主动配电网的应用领域，具体涉及一种基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法。

背景技术

近年来，随着环境污染的加剧、化石能源的短缺以及新能源技术的重大突破，传统能源发电的地位受到极大的削弱，而同时，作为互补，新能源的发展突飞猛进，尤其是能源充足且技术成熟的风电越来越受到各国电力公司的亲睐。2013年中国新安装风电16088MW，使得风电总装机容量达到91412MW，位居世界第一，德国则新安装3238MW风电，达到总装机34250MW，美国、西班牙、印度等国家也在大力发展风电，风电的总装机占电力总装机的比例越来越大。由于风电的分布式属性以及容量的限制，所以风电一般安装在配电网中。然而，风电的大规模接入使得传统的配电网由无源变成了有源配电网，这会改变系统原来的潮流分布，进而对电网的诸多方面都产生了深远的影响。

从规划的角度来看，配电网的规划已经不能单纯的只考虑网架和负荷，风电作为一种分布式的电源必须被考虑进来。一些文献以配电公司为投资主体进行建模并考虑了风电机组出力的随机性，将机会约束规划、模糊规划等随机规划应用于DWG的选址定容规划中。在文献《Scenario Model and Algorithm for the Reconfiguration ofDistribution Network With Wind Power Generators》中考虑风电出力的随机性，构造了含风电的配电网重构的场景模型。在文献《A novel multi-objective PSO forelectrical distribution system planning incorporating distributed generation》中从配电公司投资角度出发将联络线和DG分开进行规划，从而得到相应的网络布局。它先通过联络线投资最小和供电可靠性最佳多目标规划模型确定联络线的位置，然后再利用DG渗透率最低和网损最小多目标规划模型确定DG位置容量。

由上可知，风电的消纳已经被广泛的考虑进配电网规划方案中，但是，由于风电的间歇性和不确定性，且对电网的控制极不友好，为了确保电网的正常运行，当出现电气约束不满足的情况的时候，风电被赋予最高的切除优先级。因而这种风电的消纳是一种被动消纳，这极大的限制了风电的利用率，不利于促进清洁新能源的使用。且对于风电公司来说，并网容量的减少会直接导致收益的减少。

同时含有风电和配电网的双层规划问题是一个同时含有离散和连续决策变量、多约束且非凸的问题，采用常规的数学方法进行处理难以获得较好的优化结果，且优化过程缓慢，迭代次数过多，收敛性能差。近年来，众多专家学者将很多现代启发式优化方法(如GA、PSO、CS等)引入到电力系统中的求解过程中来，获得了很好的效果。其中杜鹃搜索算法(CS)是Yang于2009年提出的一种新型元启发式算法，并且结合了Levy飞行这种随机游走方法来更新解，具有仿生特征强、控制参数少、易于操作、优化效果好等特点。但是由于Levy飞行产生的解并不能保证满足决策变量的约束条件，所以对越界的随机解需要进行惩罚处理，导致系统寻优效率降低。而且，双层规划问题的一次迭代求解需要两次调用该启发式算法，这会大大的降低求解的效率，且不易找到最优解。

发明内容