[发明专利]一种离网微电网建设的多目标优化方法

说明书

本发明提出一种离网微电网建设的多目标优化方法，包括以下步骤：步骤S1：考虑所规划可再生能源系统不同场景的运行情况，构建拟规划的可再生能源系统HRES；并对各组件建立相应的数学模型以进行系统仿真获取不同场景下的相关运行数据；步骤S2：基于HRES组件模型，构建以系统年化成本最小和供电损失概率即电源损失概率最小的优化目标函数；步骤S3：对构建的HRES数学模型进行仿真；步骤S4：构建基于场景优势的非支配排序遗传算法II，s‑NSGA‑II，以求解HRES的多场景、多目标优化模型。其针对拟规划的离网微电网的一般结构建优化目标函数，多角度评估离网微电网投资建设，同时利用非支配排序遗传算法（NSGA‑II）模型对优化模型求解获取帕累托前沿。

技术领域

本发明涉及电网建设规划技术领域，尤其涉及一种离网微电网建设的多目标优化方法。

背景技术

在世界能源危机和全球环境迅速恶化的情况下，发展太阳能、风能等可再生能源是当务之急。尽管可再生能源具有可持续性和环境友好性等优点，但其不可预测和间歇性的特性不利于发电。幸运的是，太阳能和风能在不同季节和白天的互补性使得它们能够结合起来，即一个混合可再生能源系统(hybrid renewable energy system HRES)，能够减少不确定性的影响，提供更可靠的电力供应。

HRES无疑是未来能源应用的新趋势。到目前为止，大多数关于HRES优化设计的研究都是基于单场景的,鉴于在多目标优化HRES设计的背景下缺乏多情景研究。然而在实践中，基于单一场景的设计可能无效，因为HRES在其整个生命周期中通常会经历不同的场景。为了适当地处理多种情况，设计人员通常首先确定最坏的情况，然后为这种情况找到最佳设计。很容易知道，这样的设计既不经济也不高效，因为在那些非最坏情况下会浪费资源。对于其他不太占优势的场景，最坏情况的最佳解决方案可能会被高估。

因此，有必要重新审视HRES的设计，并通过多目标优化求解算法，为不同的场景生成多样化的、均衡的解决方案,为HRES投资主体的投资决策和规划提供参考，从而推动HRES的建设进程。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷和不足，提出一种离网微电网建设的多目标优化方法，可以科学有效地基于不同的场景生成一组多样化的、均衡的HRES规划方案。

其具体采用以下技术方案：

一种离网微电网建设的多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：考虑所规划可再生能源系统不同场景的运行情况，构建拟规划的可再生能源系统HRES；并对各组件建立相应的数学模型以进行系统仿真获取不同场景下的相关运行数据；

步骤S2：基于HRES组件模型，构建以系统年化成本最小和供电损失概率即电源损失概率最小的优化目标函数；

步骤S3：对构建的HRES数学模型进行仿真；

步骤S4：构建基于场景优势的非支配排序遗传算法II，s-NSGA-II，以求解HRES的多场景、多目标优化模型。

进一步地，在步骤S1中，HRES组件包括：光伏电池板、风力发电机、电池组、柴油发电机以及其他附属组件。

进一步地，所述光伏电池板的输出功率由太阳辐射sr，电池板的尺寸，安装角度α三个因素决定，模拟步长t时的光伏输出功率P_pv的计算方式如下：