交直流混合配电网多目标规划方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112446533A(43)申请公布日2021.03.05(21)申请号202011045096.5G06Q50/06(2012.01)(22)申请日2020.09.29G06N3/12(2006.01)H02J4/00(2006.01)(71)申请人东北电力大学地址132012吉林省吉林市船营区长春路169号申请人国网吉林省电力有限公司电力科学研究院(72)发明人李扬辛业春李国庆张轶珠刘座铭董洪达李德鑫(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有限责任公司22100代理人白冬冬(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q10/06(2012.01)权利要求书3页说明书7页附图4页(54)发明名称交直流混合配电网多目标规划方法(57)摘要一种交直流混合配电网多目标规划方法，属于电力系统规划与安全运行的技术领域。本发明的目的是采用带精英策略非支配排序遗传算法(NSGA‑II)求解规划模型，得到一系列满足Pareto最优非劣解集的交直流混合配电网多目标规划方法。本发明步骤是：建立模型，选取待优化变量、优化目标及确定约束条件；设置初始变量并给定待优化变量范围；将待优化变量作为优化过程中种群个体；采用交替迭代法，计算交直流配电网潮流；求取种群中各个体对应的优化目标函数值；对种群个体进行快速非支配排序；采用精英策略保留父代中优良个体；判断是否满足算法终止条件；优化过程结束，输出结果。本发明具有方法科学，适用性强，效果佳等优点。CN112446533ACN112446533A权利要求书1/3页1.一种交直流混合配电网多目标规划方法，其特征在于：其步骤是：1)建立模型，选取待优化变量、优化目标及确定约束条件；(a)选取待优化变量，待优化变量为交直流配电网中变量；(b)选取优化目标，选用降低配电网的投资成本、减少网络损耗、最小化电压偏差作为优化目标，协调各优化目标之间关系，优化目标函数表达式为：式(1)中，O、Ploss和Vde分别代表交直流配电网的年投资维护费用、网络损耗和电压偏差三个优化目标；xi为二进制变量，0代表本条线路不建，1代表要修建；yi为二进制变量，0代表本条线路为交流线路，1代表直流线路；α1i是第i条线路固定投资年平均费用系数；β1i是第i条线路的年维护费用系数；ni是配电网相应的线路编号；Cldci是直流线路i的固定投资费用；Claci是交流线路i的固定投资费用；nVSC为配电网节点相应的VSC编号；α2i是第i个VSC固定投资年平均费用系数；β2i是第i个VSC年维护费用系数；CVSCi为第i个VSC固定投资费用；SVSCi为第i个VSC的容量；Cpu为为单位电价；τmax为最大负荷损耗小时数；ΔPli为第i条线路上有功损耗；ΔPvsci为第i个换流站有功损耗；Ui为交流网络节点i的电压，其给定参考值为Uref,i；Udc,j为直流网络节点j的电压，其给定参考值为Uref,dc,j；N、Ndc分别为交、直流网络节点数；(c)确定约束条件，模型的约束条件包括等式约束和不等式约束两部分线路有功功率约束：|Pi|≤Pimax(2)式中，Pi为线路i的有功功率；Pimax为线路i的最大允许功率；辐射状网络约束：n＝m+1(3)式中，n为配电网总的节点数；m是原始线路数和后建线路数之和；直流网络中相关等式约束写为：式(4)中，Pc、Qc分别表示换流站端的有功功率和无功功率；交流侧电压直流侧电压换流站等效阻抗Zc＝Gc+jBc；Ps,i表示交流网络侧在节点i的有功功2CN112446533A权利要求书2/3页率；Ploss表示直流网络中损耗；表示直流网络中节点i、j之间的导纳；表示直流网络中节点有功功率；分别表示直流网络节点i、j的电压；交流网络中相关不等式约束写为：式(5)中，NT、NC分别为配电网变压器可调分接头数、无功补偿节点数；Ti为补偿电容器的投切组数；QCi为可调变压器的分接头位置；下标max和min分别表示变量的上、下限；将交直流配电网多目标规划问题建模如下：式(6)中，f＝(O,Ploss,Vde)；h为等式约束，g为非控制变量的不等式约束；u、x分别为控制变量和状态变量构成的向量；2)设置初始变量并给定待优化变量范围；i)系统母线数据，支路数据，负荷数据，直流网络VSC数目，直流相连母线数据，直流支路数据，VSC控制方式；ii)待优化变量的上、下限，对于离散变量还需指定步长；iii)种群规模pop、迭代次数gen、目标函数数目M、优化变量个数V、选择操作进制tour、交叉和变异操作过程中分配数mu和mum；3)将待优化变量作为优化过程中种群个体，采用混合编码的方式进行编码求解，其中有功、无功功率及电压变量为连续变量