一種配電網分布式電源選址定容方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基于NSGA-II算法的配電網分布式電源選址定容方法，屬于分布 式新能源技術領域。
【背景技術】
[0002] 分布式電源的并網接入，使得配電網結構發生變化，配電系統從放射狀無源網絡 變為分布有中小型電源的有源網絡電網，原電網中的潮流分布、網絡損耗、電壓的穩定情況 皆會產生變化。其影響都與分布式電源的位置和容量有密切關系，因此對于配電網中分布 式電源的規劃也隨之成為熱點。目前已有的研究主要僅針對單一優化目標，采用單一目標 優化算法進行求解，或者考慮了分布式電源并網的穩定性與經濟性，對各目標間采用加權 方式將多目標轉化為單目標進行優化求解，與實際需求并不符合。
【發明內容】
[0003] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種基于NSGA-II算法的配電網分布式電 源選址定容方法，考慮分布式電源并網后的經濟性以及穩定性，采用NSGA- II算法實現電 網網損、裝機運行費用以及總電壓偏差達到最優下的配網分布式電源的選址與定容計算。 該方法以Pareto最優解的形式表示配網分布式電源規劃中經濟性與穩定性多目標的兼 顧，能夠得到對經濟性和穩定性不同側重程度下的多個最優解，克服了簡單加權只能表示 單一情況的不足之處。
[0004] 為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：
[0005] 1)明確分布式電源選址定容需要考慮因素包括配電網網損最小、分布式電源裝機 運行費用最小、配電網總電壓偏差最小；
[0006] 2)確定基于多目標的配電網分布式電源選址定容；
[0007] 21)考慮到分布式電源并網的經濟性與穩定性。以電網總網損，分布式電源運行費 用以及總電壓偏差最小為目標：
[0008] Hiinf1=Plosi3
[0009] min f2= C D
[0010] min f3= DetV
[0011] PlcissS網損，Cd為分布式電源運行費用，DetV為總電壓偏差，f i，f2, f3分為電網總 網損，分布式電源運行費用以及總電壓偏差最小目標函數；
[0012] 22) Plciss為網損：
[0014] AP1為支路i的有功損耗。1為配電網支路總數。
[0015] 23) Cd為分布式電源運行費用：
[0017] Tmax為分布式電源最大發電小時數；β _j為分布式電源j的功率因數；S w為分布式 電源j的容量；Q為分布式電源j單位電量成本，其中包括分布式電源的電價和建設成本；
[0018] 24) DetV為總電壓偏差：
[0020] 其中If為配電網的基準電壓值；U 1第i個節點的電壓值。N表示節點數。
[0021] 3)確定分布式電源選址定容應滿足的約束條件：
[0022] 31)節點電壓約束：
[0023] Uinin^ U ,< U inax
[0024] 1^為i節點電壓；U inun、Uiniax為節點i電壓上下限；
[0025] 32)饋線電流約束：
[0026] Ij^ I jnax
[0027] I j為支路j的電流；I jniax為支路j允許通過最大電流；
[0028] 33)分布式電源容量約束：
[0029] Se Sl
[0030] D為分布式電源總容量；S L為電網總容量的10% ;
[0031] 35)對于上述不等式約束條件，優化時采用懲罰因子方法進行處理；
[0032] 34)節點電壓限制：
[0034] 1]1為1節點電壓；1]1_、1]1_為節點1電壓上下限；1^為節點電壓的懲罰因子，作為 對偏離運行極限的懲罰，一般取值較大，當其滿足系統電壓限制要求時，取值恒為〇 ;
[0035] 35)饋線電流限制：
[0037] 其中Ij為支路j的電流；I jniax為支路j允許通過最大電流；K i為支路電流的懲罰 因子，當支路上電流沒有超過允許最大電流值時，其取值恒為〇 ;當支路上電流超過最大值 時則其取一個較大的數值；
[0038] 36)分布式電源容量約束：
[0040] 其中S￡ D為分布式電源總容量；S A電網總容量的10% ;Κ Σ D為注入容量的懲罰 因子，在配電網中注入的分布式電源容量小于允許注入量時，其取值取〇,當注入容量超過 限制值時則其取值較大。
[0041] 4)采用多目標優化理論對模型進行求解
[0042] 41)多目標規劃問題描述：
[0046] 42)米用非支配排序遺傳算法（Non-dominated sorting genetic algorithm， NSGA- II )進行問題求解，不需要衡量各目標中的權重比，經過優化后可以得到多目標問題 的Pareto最優解。
[0047] 5)采用基于NSGA-II算法的多目標優化，在對分布式電源的地址與容量編碼后， 隨機產生一個初始種群。并對其初始種群中的個體進行潮流計算，根據其目標函數值進行 排序，然后進行遺傳操作得到新種群，根據NSGA- II算法流程得到第二代種群。反復操作直 至達到最大迭代數，可得到分布式電源選址與定容的優化結果。
[0048] 本發明所達到的有益效果：本發明能夠考慮分布式電源并網后的經濟性以及穩定 性，兼顧配網分布式電源規劃中經濟性與穩定性等多個目標最優，能夠得到對經濟性和穩 定性不同側重程度下的多個最優解，克服了簡單加權只能表示單一情況的不足之處。
【附圖說明】
[0049] 圖1為NSGA- II算法流程。
[0050] 圖2為改進IEEE-33節點系統。
[0051 ] 圖3為含3個分布式電源優化結果。
[0052] 圖4為含4個分布式電源優化結果。
[0053] 圖5為網損與電壓偏差。
[0054] 圖6為網損與運行費用。
[0055] 圖7為電壓偏差與運行費用。
【具體實施方式】
[0056] 下面結合附圖對本發明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發 明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0057] 如圖1所示，一種基于NSGA- II算法的配電網分布式電源選址定容方法流程，確定 多目標優化和約束條件，對分布式電源的地址與容量編碼后，隨機產生一個初始種群。并對 其初始種群中的個體進行潮流計算，根據其目標函數值進行排序，然后進行遺傳操作得到 新種群，根據NSGA- II算法流程得到第二代種群。反復操作直至達到最大迭代數，可得到分 布式電源選址與定容的優化結果。包括初始算法參數、個體編碼、隨機建立初始種群、非支 配個體排序、得到子種群、選定父種群、循環迭代，得到最優解集等步驟。
[0058] 1)明確分布式電源選址定容需要考慮的因素包括配電網網損最小、分布式電源裝 機運行費用最小、配電網總電壓偏差最小。
[0059] 2)確定基于多目標的配電網分布式電源選址定容
[0060] 21)以電網總網損，分布式電源運行費用以及總電壓偏差最小為目標：
[0061] Hiinf1=Plosi3
[0062] min f2= C D
[0063] min f3= DetV
[0064] Plciss為網損，Cd為分布式電源運行費用，DetV為總電壓偏差，f i，f2, f3分為電網總 網損，分布式電源運行費用以及總電壓偏差最小目標函數。
[0065] 22) Plciss為網損：
[0067] AP1為支路i的有功損耗。1為配電網支路總數。
[0068] 23) Cd為分布式電源運行費用：
[0070] Tmax為分布式電源最大發電小時數；β 為分布式電源j的功率因數；S w為分布式 電源j的容量；Q為分布式電源j單位電量成本，其中包括分布式電源的電價和建設成本。
[0071] 24) DetV為總電壓偏差：
[0073] 其中If為配電網的基準電壓值；U篇i個節點的電壓值。N表示節點數。
[0074] 3)確定分布式電源選址定容應滿足的約束條件
[0075] 31)節點電壓約束：
[0076] Uinin^ U ,< U inax
[0077] 1^為i節點電壓；U inun、Uiniax為節點i電壓上下限；
[0078] 32)饋線電流約束：
[0079] Ij^ I jnax
[0080] I j為支路j的電流；I jniax為支路j允許通過最大電流；
[0081] 33)分布式電源容量約束：
[0082] Se Sl
[0083] Se D為分布式電源總容量；S A電網總容量