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基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方法技术

技术编号:13394567 阅读:88 留言:0更新日期:2016-07-23 12:16
本发明专利技术涉及一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方法,属于光伏电站无功调节技术领域。该方法在建立大型光伏电站的模型的基础上,对光伏电站内部进行基于改进的粒子群算法的多目标无功优化,达到均衡光伏电站站内节点电压,提高其稳定裕度,并且降低有功网损的目的;所述改进的粒子群算法是指在标准粒子群算法中加入粒子判据,距离最优粒子较近的粒子按照标准粒子群算法进化,距离最优粒子较远的粒子则将其混沌映射,增加算法的粒子多样性,保证算法在达到全局最优的目标。本发明专利技术可以稳定并网点电压、均衡光伏电站内部电压、降低电站内部有功损耗和提高电站的稳定裕度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于光伏电站无功调节
,涉及一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方法
技术介绍
据统计,截至2015年6月底,全国光伏发电装机容量达到3578万千瓦,其中,光伏电站3007万千瓦。随着光伏发电装机容量的日益增大,光伏电站对电网的影响也日益增大。大型光伏电站一般建立在光照充足的荒漠地区,这些地区负荷较小,电网结构薄弱,电站电压稳定性较弱,造成光伏电站电压稳定问题突出。受光照强度的变化,光伏电站的并网点电压会呈现波动变化,甚至造成越限的可能性,所以大型光伏电站必须具备无功调节能力。目前大型光伏电站的无功控制仅有少数文献对其进行研究。例如,有文献采用九区图对光伏电站并网点电压进行控制,有文献采用三层无功源对并网点电压进行控制,但上述文献只是对并网点电压进行控制,并没有考虑光伏电站内部电压越线的可能性、稳定裕度和经济性运行。无功优化算法包括传统优化算法和现代智能算法。传统无功优化算法包括线性规划法、梯度法、动态规划法和内点法等。智能算法包括遗传算法,粒子群算法,人工鱼群算法,免疫算法等。在光伏和风电领域已有文献将智能算法应用到电力系统的无功优化,例如,有文献采用遗传算法对含多个风电机组的配电网无功优化,目标函数是网损最小,有文献提出一种利用自适应权重遗传算法,基于场景发生概率的无功优化对配网进行无功优化。在光伏领域也有一些关于无功优化的文献对配网进行无功优化,但没有考虑光伏电站内部情况。标准粒子群算法相比与其他算法而言具有算法简单收敛速度快的特点。但标准的粒子群算法容易陷入局部最优,造成“早熟”现象。有文献将混沌映射加入粒子群算法,在算法后期保持了粒子多样性,但是全部的粒子进行混沌映射破坏了最优粒子及其附近的粒子向着最优解进化的趋势。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的在于提供一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方法,该方法在建立大型光伏电站的模型的基础上,对光伏电站内部进行基于改进的粒子群算法的多目标无功优化,达到均衡光伏电站站内节点电压,提高其稳定裕度,并且降低有功网损的目的。为达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方法,在该方法中,在建立大型光伏电站的模型的基础上,对光伏电站内部进行基于改进的粒子群算法的多目标无功优化,达到均衡光伏电站站内节点电压,提高其稳定裕度,并且降低有功网损的目的;所述改进的粒子群算法是指在标准粒子群算法中加入粒子判据,距离最优粒子较近的粒子按照标准粒子群算法进化,距离最优粒子较远的粒子则将其混沌映射,增加算法的粒子多样性,保证算法在达到全局最优的目标。进一步,该方法具体包括以下步骤:S1:建立大型光伏电站的拓扑结构模型;S2:建立多目标无功优化的数学模型;S3:利用改进的粒子群算法对数学模型进行无功优化。进一步,在步骤S3中,所述改进的粒子群算法具体包括以下步骤:1)输入算法参数,光伏电站站内节点信息;2)通过混沌初始化产生初始化序列:21)在区间(0,1)中随机产生1×D个随机矩阵作为P1;22)对P1中每个数采用以下公式产生混沌序列,得到n个初始化粒子:其中c1,c2,c3分别表示各个目标的权重值;23)通过以下公式将混沌空间映射到解空间: { min f ( x ) = f ( x 1 , x 2 , L , x D ) s . t . x i _ min ≤ x i ≤ x i _ max , i = 1 , 2 , 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方法,其特征在于:在该方法中,在建立大型光伏电站的模型的基础上,对光伏电站内部进行基于改进的粒子群算法的多目标无功优化,达到均衡光伏电站站内节点电压,提高其稳定裕度,并且降低有功网损的目的;所述改进的粒子群算法是指在标准粒子群算法中加入粒子判据,距离最优粒子较近的粒子按照标准粒子群算法进化,距离最优粒子较远的粒子则将其混沌映射,增加算法的粒子多样性,保证算法在达到全局最优的目标。

【技术特征摘要】
1.一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方法,其特征在于:在该
方法中,在建立大型光伏电站的模型的基础上,对光伏电站内部进行基于改进的粒子群算
法的多目标无功优化,达到均衡光伏电站站内节点电压,提高其稳定裕度,并且降低有功网
损的目的;所述改进的粒子群算法是指在标准粒子群算法中加入粒子判据,距离最优粒子
较近的粒子按照标准粒子群算法进化,距离最优粒子较远的粒子则将其混沌映射,增加算
法的粒子多样性,保证算法在达到全局最优的目标。
2.根据权利要求1所述的一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方
法,其特征在于:该方法具体包括以下步骤:
S1:建立大型光伏电站的拓扑结构模型;
S2:建立多目标无功优化的数学模型;
S3:利用改进的粒子群算法对数学模型进行无功优化。
3.根据权利要求2所述的一种基于改进粒子群算法的光伏电站站内多目标无功优化方
法,其特征在于:在步骤S3中,所述改进的粒子群算法具体包括以下步骤:
1)输入算法参数,光伏电站站内节点信息;
2)通过混沌初始化产生初始化序列:
21)在区间(0,1)中随机产生1×D个随机矩阵作为P1;
22)对P1中每个数采用以下公式产生混沌序列,得到n个初始化粒子:
其中c1,c2,c3分别表示各个目标的权重值;
23)通过以下公式将混沌空间映射到解空间:
min f ( x ) = f ( x 1 , x 2 , L , x D ) s . t . x i _ min ≤ x i ≤ x i _ max , i = 1 , 2 , L , D ; ]]>3)通过潮流计算得到每个粒子的适应值,并得到个体最优粒子Pbest和全局最优粒子
Gbest;
4)计算粒子Pi距离最优粒子Gbest的空间距离di和全部粒子(除最优粒子外)距离最优粒
子的平均距离5)以最优粒子Gbest的位置作为球心,作为半径,在球内的粒子按照粒子群算法的以下
公式进行进化:
其中,dvmin,Ploss_min,λmin_max分别表示在经过优化处理过后电压偏差、有功
损耗、最小特征值的最优值;
在球外的粒子采用以下公式进行混沌优化:
min f ( x ) = c 1 dv * + c 2 P l o s s * + c 3 1 λ m i n * ; min f ( x ) = f ( x 1 , x 2 , L , x D ) s . t . x ...

【专利技术属性】
技术研发人员:周林马卫邵念彬杜潇郝高锋
申请(专利权)人:重庆大学
类型:发明
国别省市:重庆;85

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