一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法及装置，所述方法包括：S1，根据多能互补的农村微能网的风‑光‑气‑冷‑热‑储供能模型，并结合可时移负荷的时移特性，确定所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数和约束条件；S2，结合所述约束条件，基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解，获得所述多能互补的农村微能网中各微源的容量优化配置结果。本发明专利技术结合西部农村实际情况，在考虑负荷侧响应和供电可靠性的基础上，建立年均投资费用最低的优化配置模型，并基于动态调整惯性权重和收敛因子的灰狼优化算法对优化配置问题进行求解，实现了农村微能网的容量优化配置。

A multi energy complementary method and device for optimizing the capacity of rural micro energy network

The present invention provides a multi energy complementary rural micro energy network capacity optimization configuration method and device. The method includes: S1, according to the multi energy complementary rural micro energy network wind turbine cold storage heat storage energy storage model, and combining the time shift characteristic of the time shift load, to determine the capacity optimization in the multi energy complementary Rural Micro network. The target function and constraint conditions are configured; S2, based on the constrained condition, the objective function is solved based on the improved dynamic adjustment convergence factor and the grey wolf optimization algorithm of inertia weight, and the optimal allocation results of the capacity of each micro source in the multi energy complementary rural micronetwork are obtained. On the basis of load side response and power supply reliability, the invention establishes the optimal allocation model of the lowest annual cost of investment on the basis of the load side response and power supply reliability in the western countryside, and solves the optimization allocation problem based on the grey wolf optimization algorithm which dynamically adjusts the inertia weight and the convergence factor, and realizes the capacity optimization of the rural micronetwork. To configure\u3002

【技术实现步骤摘要】
一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法及装置
本专利技术涉微能网规划领域，更具体地，涉及一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法及装置。
技术介绍
随着全球能源短缺和环境污染问题的出现，对电-气-冷-热多种能源综合利用成为新的研究热点。微能网由电力网、冷热能网、燃气网络构成，是实现多种能源综合利用的载体。特别在中国西部农村偏远地区，基础设施薄弱，微能网可以避免远距离输电带来的电能损耗和建设费用，其具有巨大的技术优势和广阔的应用前景。但是由于风、光等可再生资源的随机性、波动性和时间上的互补性，如何根据现有的天气和资源条件，对微能网各微源的容量进行优化配置，以保证供电可靠性的同时合理利用可再生资源并降低微能网建设成本和运营成本，实现微能网的经济有效运行，显得尤为重要。目前在此方面已有一些相关研究成果。现有技术有的只以电能网络为中心进行容量优化配置，未考虑由冷-热-电-气多种能源构成的微能网容量配置问题，同时未考虑负荷侧响应对系统优化配置的影响。有的则所运用的求解容量配置问题的方法为确定性算法，当计算量较大时，计算时间过长，容易陷入局部最优，可能无法得到最终解。并且，微能网的容量配置需要结合项目所处自然条件和要求进行设计，不能一概而论，目前还没有具体针对农村地区进行微能网优化配置的相关研究。
技术实现思路
本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法及装置。根据本专利技术的一个方面，提供一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法，包括：S1，根据多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型，并结合可时移负荷的时移特性，确定所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数和约束条件；S2，结合所述约束条件，基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解，获得所述多能互补的农村微能网中各微源的容量优化配置结果；其中，所述风-光-气-冷-热-储供能模型包括：风力发电模型、光伏发电模型、微型燃气轮机冷热电联供模型、空气源热泵冷热联供模型和储冷热电装置模型。其中，所述步骤S1前还包括：根据多能互补的农村微能网的供能架构，构建所述多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型。其中，所述步骤S1前还包括：选取物理杀虫、空间电场、声波助长、洗衣机和洗澡用水负荷作为可时移负荷，并获取各所述可时移负荷的时移特性。其中，所述步骤S1进一步包括：以所述多能互补的农村微能网的年均投资成本最低为优化目标，根据所述多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型，建立所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数；确定所述多能互补的农村微能网容量优化配置的约束条件，包括：冷热电功率平衡约束、各微源出力和数量约束、燃气轮机和燃气锅炉爬坡率约束、储冷热电装置约束、系统可靠性约束和可时移负荷约束。其中，步骤S2中所述基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解进一步包括：S21，设置算法参数，群体规模、最大迭代次数、收敛因子初始值和终止值，并对狼群进行随机初始化；S22，计算群体中每个灰狼个体的适应度值并排序，将适应度值排名前三的个体位置分别记为Xα，Xβ，Xδ；S23，判断算法是否满足终止条件，若满足，输出最优灰狼个体，算法结束；若不满足，则根据收敛因子动态调整公式计算收敛因子的值；S24，根据所述Xα，Xβ，Xδ的值和惯性权重公式更新群体中每个灰狼个体的位置，并返回步骤S22。其中，步骤S23中收敛因子动态调整的公式为：其中，a为收敛因子，t为当前迭代次数，tmax为最大迭代次数，aini和afin分别为收敛因子的初始值和终止值。根据本专利技术的另一个方面，提供一种多能互补的农村微能网容量优化配置装置，包括：模型建立单元，用于根据多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型，并结合可时移负荷的时移特性，确定所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数和约束条件；模型求解单元，用于结合所述约束条件，基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解，获得所述多能互补的农村微能网中各微源的容量优化配置结果；其中，所述风-光-气-冷-热-储供能模型包括：风力发电模型、光伏发电模型、微型燃气轮机冷热电联供模型、空气源热泵冷热联供模型和储冷热电装置模型。其中，所述模型建立单元具体用于：以所述多能互补的农村微能网的年均投资成本最低为优化目标，根据所述多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型，建立所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数；确定所述多能互补的农村微能网容量优化配置的约束条件，包括：冷热电功率平衡约束、各微源出力和数量约束、燃气轮机和燃气锅炉爬坡率约束、储冷热电装置约束、系统可靠性约束和可时移负荷约束。其中，所述模型求解单元具体用于：S21，设置算法参数，群体规模、最大迭代次数、收敛因子初始值和终止值，并对狼群进行随机初始化；S22，计算群体中每个灰狼个体的适应度值并排序，将适应度值排名前三的个体位置分别记为Xα，Xβ，Xδ；S23，判断算法是否满足终止条件，若满足，输出最优灰狼个体，算法结束；若不满足，则根据收敛因子动态调整公式计算收敛因子的值；S24，根据所述Xα，Xβ，Xδ的值和惯性权重公式更新群体中每个灰狼个体的位置，并返回步骤S22。本专利技术的另一个方面，提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行如上所述的方法。本专利技术提出一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法及装置,结合西部农村实际情况，在考虑负荷侧响应和供电可靠性的基础上，建立年均投资费用最低的优化配置模型，并基于动态调整惯性权重和收敛因子的灰狼优化算法对优化配置问题进行求解，实现了农村微能网容量的优化配置。附图说明图1为根据本专利技术一实施例提供的一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法的流程示意图；图2为根据本专利技术一实施例提供的系统供能架构图；图3为根据本专利技术一实施例提供的改进灰狼优化算法的流程图；图4为根据本专利技术另一实施例提供的一种多能互补的农村微能网容量优化配置装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他的实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，为本专利技术一实施例提供的一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法的流程示意图，包括：S1，根据多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型，并结合可时移负荷的时移特性，确定所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数和约束条件；S2，结合所述约束条件，基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解，获得所述多能互补的农村微能网中各微源的容量优化配置结果；其中，所述风-光-气-冷-热-储供能模型包括：风力发电模型、光伏发电模型、微型燃气轮机冷热电联供模型、空气源热泵冷热联供模型和储冷热电装置模型。具体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法，其特征在于，包括：S1，根据多能互补的农村微能网的风‑光‑气‑冷‑热‑储供能模型，并结合可时移负荷的时移特性，确定所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数和约束条件；S2，结合所述约束条件，基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解，获得所述多能互补的农村微能网中各微源的容量优化配置结果；其中，所述风‑光‑气‑冷‑热‑储供能模型包括：风力发电模型、光伏发电模型、微型燃气轮机冷热电联供模型、空气源热泵冷热联供模型和储冷热电装置模型。

【技术特征摘要】
1.一种多能互补的农村微能网容量优化配置方法，其特征在于，包括：S1，根据多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型，并结合可时移负荷的时移特性，确定所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数和约束条件；S2，结合所述约束条件，基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解，获得所述多能互补的农村微能网中各微源的容量优化配置结果；其中，所述风-光-气-冷-热-储供能模型包括：风力发电模型、光伏发电模型、微型燃气轮机冷热电联供模型、空气源热泵冷热联供模型和储冷热电装置模型。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1前还包括：根据多能互补的农村微能网的供能架构，构建所述多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S1前还包括：选取物理杀虫、空间电场、声波助长、洗衣机和洗澡用水负荷作为可时移负荷，并获取各所述可时移负荷的时移特性。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S1进一步包括：以所述多能互补的农村微能网的年均投资成本最低为优化目标，根据所述多能互补的农村微能网的风-光-气-冷-热-储供能模型，建立所述多能互补的农村微能网中容量优化配置的目标函数；确定所述多能互补的农村微能网容量优化配置的约束条件，包括：冷热电功率平衡约束、各微源出力和数量约束、燃气轮机和燃气锅炉爬坡率约束、储冷热电装置约束、系统可靠性约束和可时移负荷约束。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述基于改进的动态调整收敛因子与惯性权重的灰狼优化算法对所述目标函数进行求解进一步包括：S21，设置算法参数，群体规模、最大迭代次数、收敛因子初始值和终止值，并对狼群进行随机初始化；S22，计算群体中每个灰狼个体的适应度值并排序，将适应度值排名前三的个体位置分别记为Xα，Xβ，Xδ；S23，判断算法是否满足终止条件，若满足，输出最优灰狼个体，算法结束；若不满足，则根据收敛因子动态调整公式计算收敛因子的值；S24，根据所述Xα，Xβ，Xδ的值和惯性权重公式更新群体中每个灰狼个体的位置，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王维洲，刘福潮，郑晶晶，张新，杨勇，杨建华，张建华，井天军，杜培东，韩永军，彭晶，禄启龙，岳琳，王伟，韩为宏，
申请(专利权)人：国网甘肃省电力公司电力科学研究院，国网甘肃省电力公司，国家电网公司，中国农业大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62