一种考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，包括，以配电网的网络拓扑结构和源荷储资源调用计划为萤火虫的位置向量，随机初始化每个萤火虫；针对每个萤火虫个体，基于该个体位置所对应的配电网网络拓扑结构和源荷储资源调用方法进行负荷转供，得到模型的目标函数，并将其转化为萤火虫亮度；判断最优萤火虫亮度是否收敛到设定的精度并且满足约束要求，若是则输出结果作为配电网最终的负荷转供方法，算法结束；若不收敛但达到了最大迭代次数同样结束程序；否则返回将目标函数转化为萤火虫亮度步骤；本发明专利技术采用萤火虫算法对配电网负荷转供模型进行求解降低了求解时间，提升了寻优性能。提升了寻优性能。提升了寻优性能。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法


[0001]本专利技术涉及配电网负荷转供领域，尤其是一种考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着能源环境问题的突出，各国不断加强对分布式新能源的开发和利用。同时随着能源互联在电网中的不断推进，高弹性配电网已成为提升系统运行经济性和供电可靠性的重要配电网形式。高弹性配电网相比于传统的配电网最重要的特征在于整合了包括源，网，荷，储等资源在内的高弹性资源[4
‑
5]，通过源网荷储资源实现能源在更大时间荷空间范围内的最优分配，同时也在配电网在极端故障情况下提供功率支撑，提升其自愈能力。负荷转供是指在配网遇到大面积的极端故障下，通过调整网络拓扑结构实现供电恢复，降低失电负荷量。在这样的背景下，如何将源荷储资源考虑进配电网最优负荷转供模型中提升系统供电可靠性已成为一门重要课题。
[0003]目前已有一些文献针对配电网负荷转供问题进行了研究；然而目前大部分文献建立的配电网负荷转供模型针对的是传统配电网而并不是高弹性配电网。目前还很少有文献针对高弹性配电网全面考虑到系统中的源荷储资源进行建模。另一方面，在模型求解领域，目前针对负荷转供模型求解采用的智能算法包括混沌粒子群算法，二进制粒子群算法，帝国竞争算法，遗传算法等算法，然而目前还很少有文献将萤火虫算法应用于负荷转供模型的求解。
[0004]高弹性配电网中包含种类众多，形式多样的源荷储资源。其中“源”资源包括配电网中并网运行的各类可控分布式发电，如微燃机，燃料电池，如果是冷热电联供型的配电网则需要配置冷热电联供型微燃机。“荷”资源指的是配电网运营商在负荷侧与用户签订的需求侧管理协议，包括可中断负荷，可平移负荷，价格型需求侧管理等。“储”资源包括配电网并网的储能设备，能够通过在负荷高峰时放电以及负荷低谷时充电改善系统负荷曲线，起到一种削峰填谷的作用。近年来随着电动汽车渗透率的不断提升，配网中能够实现有序充放电的电动汽车充电站以及电动汽车蓄电池也可以看作是一种储能资源。

技术实现思路

[0005]本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
[0006]鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本专利技术。
[0007]因此，本专利技术所要解决的技术问题是：现有技术的配电网负荷转供模型无法适用于高弹性配电网的问题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，包括，
[0009]基于萤火虫算法构建协调转供模型；
[0010]在所述协调转供模型中设定样本参数数量、算法最大迭代次数、最大吸引力和光强系数；
[0011]以配电网的网络拓扑结构和源荷储资源调用计划为所述样本参数的位置向量，随机初始化每个所述样本参数；
[0012]利用所述样本参数的个体位置所对应的配电网网络拓扑结构和源荷储资源调用计划进行负荷转供，得到所述协调转供模型的目标函数，并将其转化为样本参数亮度；
[0013]筛选所述样本参数亮度感知范围内最亮的个体，基于两者吸引力计算进行位置更新，并针对当前全局最优样本参数进行混沌搜索；
[0014]根据搜索结果判断最优样本参数亮度是否收敛到设定的精度并且满足约束要求，若是，则输出结果作为配电网最终的负荷转供方法；
[0015]若不收敛但达到了最大迭代次数同样结束程序，否则返回，重新计算样本参数亮度，直至满足所述约束要求。
[0016]作为本专利技术所述考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法的一种优选方案，其中：所述目标函数为最小化综合失电负荷损失minf：
[0017]minf＝f1+f2[0018]其中，f1为配电网故障期间的失电负荷损失，f2为源荷储资源调用成本。
[0019]作为本专利技术所述考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法的一种优选方案，其中：所述配电网故障期间的失电负荷损失f1：
[0020][0021]其中：N为配电网节点数；u
j
为负荷转供方案中配电网是否对第j个负荷节点进行供电，u
j
＝1时表示进行供电，u
j
＝0时表示不进行供电；c
j
为第j个负荷节点的重要程度权重，该系数同时也包含了将失电负荷量转化为经济损失的作用；P
j
第j个负荷节点故障时刻负荷水平。
[0022]作为本专利技术所述考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法的一种优选方案，其中：所述源荷储资源调用成本f2为：
[0023][0024]其中：T为故障预期持续时段数，可以根据历史运行经验和当前故障情况考虑到一定的裕度进行设定；Δt为每个时段长；f
MT
()表示微燃机的燃料费用函数，P
MT
(t)表示t时段微燃机的发电功率；f
FC
()表示燃料电池的燃料费用函数，P
FC
(t)表示t时段燃料电池的发电功率；P
ex
(t)为t时段购电功率；q
grid
(t)表示t时段外网的分时电价水平；θ表示污染物种类
数，为N；和为可控微源排放系数，P
DSM
(t)配电网调用的需求侧管理资源功率，β为与用户签订的需求侧管理资源调用补偿系数，P
ESS
(t)为储能设备在t时段的出力，k
ESS
为储能运行成本系数。
[0025]作为本专利技术所述考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法的一种优选方案，其中：所述约束条件包括配电网网架结构拓扑辐射状约束、节点电压约束、支路容量运行约束和源荷储资源调用约束。
[0026]作为本专利技术所述考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法的一种优选方案，其中：所述配电网网架结构拓扑辐射状约束为：
[0027]g(t)∈G
[0028]其中：g(t)为t时段拓扑，G为辐射状网络集合。
[0029]作为本专利技术所述考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法的一种优选方案，其中：所述节点电压约束为：
[0030]U
i,min
≤U
i
≤U
i,max
[0031]其中：U
i
为第i个节点的电压幅值；U
i,min
和U
i,max
为额定电压范围，节点电压由下式的功率平衡约束计算得到；
[0032][0033][0034]其中：n表示配电网节点数；P
i
和Q
i
分别表示第i个节点流入的有功和无功功率，该功率由高弹性配电网从外网获得的功率和源荷储资源的出力情况共同决定；G...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，其特征在于：包括，基于萤火虫算法构建协调转供模型；在所述协调转供模型中设定样本参数数量、算法最大迭代次数、最大吸引力和光强系数；以配电网的网络拓扑结构和源荷储资源调用计划为所述样本参数的位置向量，随机初始化每个所述样本参数；利用所述样本参数的个体位置所对应的配电网网络拓扑结构和源荷储资源调用计划进行负荷转供，得到所述协调转供模型的目标函数，并将其转化为样本参数亮度；筛选所述样本参数亮度感知范围内最亮的个体，基于两者吸引力计算进行位置更新，并针对当前全局最优样本参数进行混沌搜索；根据搜索结果判断最优样本参数亮度是否收敛到设定的精度并且满足约束要求，若是，则输出结果作为配电网最终的负荷转供方法；若不收敛但达到了最大迭代次数同样结束程序，否则返回，重新计算样本参数亮度，直至满足所述约束要求。2.根据权利要求1所述的考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，其特征在于：所述目标函数为最小化综合失电负荷损失min f：min f＝f1+f2其中，f1为配电网故障期间的失电负荷损失，f2为源荷储资源调用成本。3.根据权利要求1或2所述的考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，其特征在于：所述配电网故障期间的失电负荷损失f1：其中：N为配电网节点数；u
j
为负荷转供方案中配电网是否对第j个负荷节点进行供电，u
j
＝1时表示进行供电，u
j
＝0时表示不进行供电；c
j
为第j个负荷节点的重要程度权重，该系数同时也包含了将失电负荷量转化为经济损失的作用；P
j
第j个负荷节点故障时刻负荷水平。4.根据权利要求3所述的考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，其特征在于：所述源荷储资源调用成本f2为：其中：T为故障预期持续时段数，可以根据历史运行经验和当前故障情况考虑到一定的裕度进行设定；Δt为每个时段长；f
MT
()表示微燃机的燃料费用函数，P
MT
(t)表示t时段微燃
机的发电功率；f
FC
()表示燃料电池的燃料费用函数，P
FC
(t)表示t时段燃料电池的发电功率；P
ex
(t)为t时段购电功率；q
grid
(t)表示t时段外网的分时电价水平；θ表示污染物种类数，为N；和为可控微源排放系数；P
DSM
(t)配电网调用的需求侧管理资源功率，β为与用户签订的需求侧管理资源调用补偿系数，P
ESS
(t)为储能设备在t时段的出力，k
ESS
为储能运行成本系数。5.根据权利要求4所述的考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，其特征在于：所述约束条件包括配电网网架结构拓扑辐射状约束、节点电压约束、支路容量运行约束和源荷储资源调用约束。6.根据权利要求5所述的考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，其特征在于：所述配电网网架结构拓扑辐射状约束为：g(t)∈G其中：g(t)为t时段拓扑，G为辐射状网络集合。7.根据权利要求4～6任一所述的考虑源荷储协调的高弹性配电网最优负荷转供方法，其特征在于：所述节点电压约束为：U
i,min

【专利技术属性】
技术研发人员：李庆生，雷金勇，陈巨龙，白浩，龙家焕，袁智勇，唐学用，潘姝慧，薛毅，李巍，何向刚，郭琦，杨婕睿，史训涛，王斌，徐敏，陈露东，喻磊，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：