[发明专利]一种考虑需求侧电价响应的主动配电网运行计划优化方法

权利要求书

1.一种考虑需求侧电价响应的主动配电网运行计划优化方法，其特征在于，包括：

(1)设置粒子群算法的基本参数，对各粒子对应的主动配电网运行计划进行初始化；

(2)根据需求侧电价响应公式，得到各粒子s在第k次迭代后，主动配电网各节点相对于第k-1次迭代后的负荷变化量和净负荷；

(3)根据各节点的净负荷和各支路的阻抗对各粒子进行电力系统潮流计算，获得主动配电网各首端节点各时刻需要向主网够买的有功功率，根据有功功率越限情况进行削负荷或弃电；

(4)对各粒子分别计算第k次迭代后主动配电网的运行总成本，主动配电网运行总成本包括主动配电网购电成本、蓄电池储能的运行维护成本、电价响应成本、以及弃电和削负荷成本，通过粒子群算法迭代优化主动配电网运行总成本，得到主动配电网的最优运行计划和最小运行成本；

所述步骤(1)包括：

(1-1)获取主动配电网系统运行的基础数据，包括风电出力、光伏出力、各支路阻抗、各支路电压等级、各节点的初始负荷需求、蓄电池储能系统运行参数、电价响应自弹性系数、交叉弹性系数和主动配电网系统运行成本参数；

(1-2)设置粒子群算法的基本参数，包括：粒子数S、最大迭代次数k_max、惯性权重的上下限w_max和w_min、学习因子c₁和c₂，迭代次数的初始值为0，在满足蓄电池运行功率约束、蓄电池剩余容量约束、需求侧电价响应电价变动约束的条件下，对各粒子s对应的主动配电网运行计划进行初始化，产生各粒子s的运行速度，s∈[1，S]；

所述步骤(2)包括：

(2-1)根据电价响应自弹性系数和交叉弹性系数，建立弹性系数矩阵H_24×24，其表达式如下：

式中，λ_t,t为第t小时的电价响应自弹性系数，λ_t,u为第t小时负荷和第u小时电价之间的交叉弹性系数，1≤t≤24，1≤u≤24；

(2-2)根据需求侧电价响应公式计算各粒子s在第k次迭代后，主动配电网各节点i在t时刻相对于第k-1次迭代后的负荷变化量ΔD_s,k,i(t)和节点i在t时刻第k次迭代后的负荷值D_s,k,i(t)，计算方法如下：

D_s,k,i(t)＝D_s,k-1,i(t)+ΔD_s,k,i(t)s∈[1,S],i∈[1,N],t∈[1,24]

式中，D_s,k-1,i(t)为节点i在t时刻第k-1次迭代后的负荷值，ΔM_s,k(t)为主动配电网第k次迭代相对于第k-1次迭代后在t时刻的售电电价变化，M_s,k-1(t)为主动配电网第k-1次迭代后在t时刻的售电电价，N为主动配电网的节点数；

(2-3)在D_s,k,i(t)的基础上，扣除各节点i在t时刻的风电出力、光伏出力和储能运行功率后，得到各节点i在t时刻的净负荷；

所述步骤(3)包括：

(3-1)根据各支路的阻抗和各节点i在t时刻的净负荷，在满足潮流平衡方程和节点电压约束的条件下，对各粒子s进行电力系统潮流计算，获得主动配电网各首端节点a在t时刻需要向主网够买的有功功率P_s,k,a(t)，a为首端节点序号；

(3-2)对各粒子s，若超过主动配电网向主网购电功率上限P_max，则在t时刻对主动配电网进行切负荷处理，切负荷电力为若低于主动配电网向主网购电功率下限P_min，则在t时刻对主动配电网进行弃电处理，弃电电力为其中，表示主动配电网t时刻需要向主网够买的总电力；

节点电压约束为U_i,min≤U_i(t)≤U_i,max，主动配电网系统t时刻的潮流平衡方程采用下式描述：

其中，U_i,min和U_i,max分别为节点i的电压下限和上限，P_i(t)和Q_i(t)分别为节点i在t时刻除风电、光伏、储能之外的其它电源注入有功功率和无功功率，Re(L_i(t))为求实部函数，L_i(t)为节点i在t时刻的净负荷；U_i(t)和U_j(t)分别为节点i和节点j的电压，j∈i表示节点j与节点i直接相连；G_ij(t)和B_ij(t)分别为配电网支路ij在t时刻的导纳实部与虚部；θ_ij(t)为支路ij两端节点t时刻的相角差；

所述方法通过负荷转移，在不改变电力用户用电需求的情况下，降低主动配电网日负荷曲线的峰谷差。

2.如权利要求1所述的一种考虑需求侧电价响应的主动配电网运行计划优化方法，其特征在于，所述步骤(4)包括：

(4-1)对各粒子s，分别计算第k次迭代后主动配电网的运行总成本F_s,k，与前k-1次迭代后的运行总成本计算结果比较，计算第k次迭代后各粒子s的个体最小运行成本F_best,s,k和对应的个体最优运行计划，并计算主动配电网第k次迭代后的全局最小运行成本F_best,k和对应的全局最优运行计划；

(4-2)判断是否满足迭代终止条件，若满足，终止迭代，进入步骤(4-4)；若不满足，令k＝k+1，然后进入步骤(4-3)；

(4-3)在满足蓄电池运行功率约束，剩余容量约束，需求侧电价响应电价变动约束的条件下，更新各粒子s的运行速度v_s,k及其对应的主动配电网运行计划Y_s,k，然后返回步骤(2)；

(4-4)输出主动配电网的最优运行计划，即各蓄电池储能系统24h的最优运行功率，主动配电网24h的最优售电电价，以及主动配电网的最小运行成本。