一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法技术

本发明专利技术涉及一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，该方法包括以下步骤：1)获取24个时段的配电网参数和风光荷预测数据，建立有源配电网多目标动态重构模型；2)分别在各个时段对模型的进行求解，获取每个时段的最优静态解集；3)基于最优静态解集，依次获取初始时段到所有时段的最优前沿集，每次获取后基于最优前沿集对该时段的最优静态解进行分裂，以分裂后的最优静态解更新最优静态解集；4)基于最后一个时段的最优前沿集，获取最优日重构方案解集；5)获取满足配电网日约束的最优日重构方案并用以调整有源配电网各个时段的开关状态。与现有技术相比，本发明专利技术具有考虑全面、适用范围广和准确度高等优点。

A multi-objective active distribution network switch state adjustment method based on state splitting

【技术实现步骤摘要】
一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法
本专利技术涉及配电网正常运行时的优化重构领域，尤其是涉及一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法。
技术介绍
分布式电源(distributedgeneration，DG)得到快速发展，随着DG大规模并入配电网，负荷与DG出力的波动性使配电网的运行状况更加复杂多变。针对有源配电网运行的灵活多变性，对含DG的有源配电网实施动态重构，基于不同工况调整其运行方式，可有效提高有源配电网运行的经济性并保障其安全运行水平，具有重要的现实意义。配电网重构可分为静态重构和动态重构，静态重构是基于某一时间断面的负荷状态对网络进行重构，由于静态重构涉及不到各个时段间的耦合，其相关研究已经比较成熟，目前应用于静态重构的理论方法主要有启发式方法、人工智能算法和数学优化理论。而动态重构则是考虑到负荷的时序性变化，对某一时间区间内(比如一天)的网络进行重构，其在数学上是一个复杂的时空分布的高维非线性组合优化问题，求解过程中容易出现维数灾问题而导致计算量过大，如何简化并求解动态重构问题一直是近年来国内外的研究热点。其中文献“考虑负荷变化的配电网动态分时段重构”(余建明，王征，许苗.高电压技术，2007，33(9)：125-128)以网损最小为目标函数，提出由各时间间隔内开关操作引起的网损下降量确定各时段电网最佳运行方案的动态重构方法；文献“综合开关次数分析的配电网多目标动态重构”(孙惠娟，彭春华，袁义生.电力自动化设备，2014，34(09)：41-46)的动态重构模型考虑了网损和开关次数，并提出复合型微分进化算法求解该模型；文献“基于时间分段的配电网络重构”(王智宇，涂光瑜，罗毅，等.继电器，2006(08)：35-39)先根据负荷变化幅度初步确定重构动作时间，然后采用改进遗传算法求解以网损最小为目标函数的重构模型。随着DG的快速发展，部分文献对有源配电网的动态重构进行了研究，如文献“基于信息熵时段划分的主动配电网动态重构”(赵静翔，牛焕娜，王钰竹.电网技术，2017，41(02)：402-408)根据信息熵减最小对电源-负荷等效的日曲线进行划分，得到动态重构时最优动作时间，然后以网损和开关操作成本最低为目标函数并采用十进制混合杂草算法进行了动态重构；文献“基于遗传膜算法的含风电机组和电动汽车的配电网分时段动态重构”(吴泓俭，雷霞，刘斌，等.电工技术学报，2016，31(02)：196-205+220)根据不同类型的电动汽车接入配电网的比例和负荷变化趋势确定开关动作时间，并采用遗传膜算法求解了计及风电机组和电动汽车的经济性重构模型；文献“DynamicreconfigurationofdistributionnetworkwithPVgenerationpredictionbasedoncredibilitytheory”(GuiC，BaoZ，YanW.ChineseControlandDecisionConference，Yinchuan,China，2016)基于可信度理论，对光伏出力进行预测，然后提出以网损最小和开关操作次数最少为目标函数的动态重构模型。文献“配电网动态重构的多代理协调优化方法”(李振坤，陈星莺，赵波，等.中国电机工程学报，2008(34)：72-79)采用混合粒子群算法对每个时间断面分别求解以经济性最优为目标的静态重构模型，并基于多代理技术合并相邻时段静态重构结果，得到最优解；文献“采用最优模糊C均值聚类和改进化学反应算法的配电网络动态重构”(王淳，高元海.中国电机工程学报，2014(10))基于最优模糊C均值聚类技术将动态重构问题转化为以聚类中心表示负荷状态的多个静态重构问题，并采用化学反应算法求解。上述动态重构文献的主要做法为根据设定的相应的阈值或其他参考标准，对相邻时段或其静态重构结果进行合并，即通过简化动态重构问题所特有的时间复杂性来实现动态重构，但合并的临界条件由人为选取，存在一定的主观性；且随着DG的快速发展，配电网安全性受到威胁，但大部分文献仍以经济性为目标，对运行风险考虑不足；另外，动态重构问题涉及到时间和空间的耦合性，问题较为复杂，大部分文献通常采用人工智能算法进行多时段全局寻优，对于复杂的大规模配电网，计算量仍较大；若再考虑运行风险和经济性等多种相互制约的优化目标，将会进一步降低求解效率甚至难以保证解的最优性。动态规划算法(dynamicprogramming，DP)是解决多阶段决策过程最优化问题的一种数学方法，较容易确定全局最优解。配电网动态重构是在满足全周期内开关次数要求的条件下，通过调整各个时段的开关状态改变网络运行方式，使配电网全周期运行达到最优，其周期内的时段数为阶段数，相邻时段不同网络结构之间的开关变动为决策，前一时段的运行状态会影响后续网络的运行及开关调节成本，因此各个时段间具有强连续性，故动态重构属于多阶段决策问题，适合用动态规划算法求解。文献“最小化运行费用的时变重构全局优化算法”(吴建中，余贻鑫.中国电机工程学报，2003(11)：17-21)和文献“Durationbasedreconfigurationofelectricdistributionnetworksusingdynamicprogrammingandharmonysearchalgorithm”(Shariatkhah，MohammadHosseinHaghifam,MahmoudRezaSmolka，etal.InternationalJournalofElectricalPowerandEnergySystems，2012，41(1)：1-10)已采用动态规划算法实现对动态重构问题的求解，但限于传统动态规划算法不能进行多目标寻优，仅求解了以经济性最优为目标的单目标动态重构模型。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，该方法包括以下步骤：S1：获取24个时段的配电网参数和风光荷预测数据，建立有源配电网多目标动态重构模型；S2：分别在各个时段对模型的进行求解，获取每个时段的最优静态解集；S3：基于最优静态解集，依次获取初始时段到所有时段的最优前沿集，每次获取后基于最优前沿集对该时段的最优静态解进行分裂，以分裂后的最优静态解更新最优静态解集；S4：基于最后一个时段的最优前沿集，获取最优日重构方案解集；S5：遍历最优日重构方案解集，获取满足配电网日约束的最优日重构方案；S6：基于最优日重构方案，调整有源配电网各个时段的开关状态。进一步地，所述对该时段的最优静态解进行分裂具体为，在该时段的最优静态解集中，分别根据一最优静态解所对应最优前沿的个数，将该最优静态解分裂成相同个数的最优静态子解。进一步地，所述最优静态解集为基于NSGA-II算法获取，NSGA-II算法能够较好解决多目标Pareto寻优问题，且具有计算效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nS1：获取24个时段的配电网参数和风光荷预测数据，建立有源配电网多目标动态重构模型；/nS2：分别在各个时段对模型的进行求解，获取每个时段的最优静态解集；/nS3：基于最优静态解集，依次获取初始时段到所有时段的最优前沿集，每次获取后基于最优前沿集对该时段的最优静态解进行分裂，以分裂后的最优静态解更新最优静态解集；/nS4：基于最后一个时段的最优前沿集，获取最优日重构方案解集；/nS5：遍历最优日重构方案解集，获取满足配电网日约束的最优日重构方案；/nS6：基于最优日重构方案，调整有源配电网各个时段的开关状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1：获取24个时段的配电网参数和风光荷预测数据，建立有源配电网多目标动态重构模型；
S2：分别在各个时段对模型的进行求解，获取每个时段的最优静态解集；
S3：基于最优静态解集，依次获取初始时段到所有时段的最优前沿集，每次获取后基于最优前沿集对该时段的最优静态解进行分裂，以分裂后的最优静态解更新最优静态解集；
S4：基于最后一个时段的最优前沿集，获取最优日重构方案解集；
S5：遍历最优日重构方案解集，获取满足配电网日约束的最优日重构方案；
S6：基于最优日重构方案，调整有源配电网各个时段的开关状态。


2.根据权利要求1所述的一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，其特征在于，所述对该时段的最优静态解进行分裂具体为，在该时段的最优静态解集中，分别根据一最优静态解所对应最优前沿的个数，将该最优静态解分裂成相同个数的最优静态子解。


3.根据权利要求1所述的一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，其特征在于，所述最优静态解集为基于NSGA-II算法获取。


4.根据权利要求1所述的一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，其特征在于，所述最优前沿集为基于Pareto寻优获取。


5.根据权利要求1所述的一种基于状态分裂的多目标有源配电网开关状态调整方法，其特征在于，所述有源配电网多目标动态重构模型的优化目标包括日运行成本和日运行风险。


6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振坤，崔静，路群，苏向敬，米阳，葛晓琳，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：上海;31