[发明专利]一种基于指数罚函数的配电网分层调度优化方法

说明书

本发明设计一种基于指数罚函数的配电网分层调度优化方法。该方法用于解决含多微网的配电网调度分层系统的协调优化问题，包括含多微网的配电网的分层、层间一致性变量的选取、基于指数罚函数方法对配电网进行一致性建模以及协调优化策略的提出。该方法将含多微网的配电网调度系统按结构划分为配网调度层和微网调度层。根据每一层的运行目标建立相应的约束条件和目标函数；基于配电网和微网的交易，选取中间变量作为层间一致性变量；基于指数罚函数方法，结合联络线传输功率的一致性变量对配网进行一致性建模；最后基于一致性模型对配电网调度分层系统进行协调优化，得到系统满足约束条件时的最优解。

技术领域

本发明涉及电网协调优化调度的技术领域，具体涉及一种基于指数罚函数的配电网分层调度优化方法。

背景技术

近年来新能源发电技术正在快速发展，导致以新能源为原始能源的电源作为分布式电源大量接入电网，电网整体呈现多主体趋势。分布式电源的接入使电网的运行更加灵活，提高能源的利用率，增加电网运行可靠性。含多微电网的主动配电网相对于传统的配电网具有更加灵活的潮流控制，并能够主动管理配电网中的分布式电源、可控负荷、储能装置等。由于分布式电源出力的不稳定性，传统的集中优化调度已经无法满足主动配电网的调度需求。配电网在这一发展过程中，也暴露出了许多的问题。第一，城市用电量大幅度上升，对于供电可靠性的要求日益严苛，导致盲目地投资来增加可靠性，造成资源浪费，成本上升。第二，电网的停电损失以售电效益为评估标准，导致投资大于效益，带来不小的损失。所以，电网的可靠性和经济性是配电网调度的难点，平衡两者的关系，需要同时兼顾进行调度优化，并且加强其方法在电网调度中的应用。因此，含多微电网的主动配电网优化调度问题是许多研究者们研究的热点。

分层理论是将一个复杂系统利用层次聚类的方法进行数据分层的理论。这些数据具有很好的类别区分能力且适合来分类，可有效应用于数据发掘。分层优化理论的最大优势是它能在有多种约束条件下，得到一个各方面互相协调的最优解。系统的一致性问题首先是在计算机科学领域被提出的，随后逐渐扩展至其他如工程、管理、统计等领域。所谓一致性指的是在一个多元系统中，所有子系统的状态量保持一致。个体、通信拓扑和响应是一致性的基本三要素，也叫一致性协议。一致性协议是指复杂系统中智能体之间相互作用的规则，它描述了各智能体与其邻居节点间信息交换的过程。基于一致性分析分层配电网的优化问题是解决配电网中的优化调度问题的重要手段。指数罚函数算法是将罚函数以指数形式引入优化目标函数中。指数罚函数解决优化问题具有计算效率高、功能评估少且有效次数多、CPU运算时间少等优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于指数罚函数的配电网分层调度优化方法，将配电网系统分层调度，寻找层间一致性变量进行层间一致性建模，并运用指数罚函数的方法对分层系统进行优化调度。本发明将层间一致性变量用指数罚函数的形式代入到各层目标函数，考虑各层目标的同时也进行了层间协调。

一种基于指数罚函数的配电网分层调度优化方法，具体实施步骤如下：

步骤1，将含多微电网的配电网进行分层，梳理分层调度系统框架，包括配电网和微电网的目标函数和约束条件；

步骤2，选取层间的一致性变量；

步骤3，提出指数罚函数方法；

步骤4，运用指数罚函数方法对分层系统进行一致性建模，对配电网调度分层系统进行协调优化。

进一步地，所述步骤1中，配电网的目标函数为配电网内部负荷的用电成本、网损成本和与微电网的交易收益之和；

式中，为配电网向所有微电网的总购电功率与售电功率，且为配电网向所有微电网的购电电价与售电电价，为配电网内部的总负荷，为配电网的总网损，为配电网向配电网内部负荷的售电电价。