专利名称：一种孤立微网分布式电源容量与布点优化方法
技术领域：
本发明属于电力系统微电网技术领域，涉及一种孤立微网分布式电源容量与布点优化方法。
背景技术：
孤立微网是一种适合海岛和偏远地区供电的方式。微网中电源类型通常根据当地资源因地制宜优化配置，以分布式风电、光伏、柴油发电机、燃气轮机、小水电为主。由于风、光等间歇式能源的随机性和波动性，为确保微电网安全稳定运行，各种储能装置也是孤立微网中不可或缺的因素。分布式电源容量与布点优化是微电网规划的首要工作。国内外已有一些学者对分 布式电源的选址和定容问题进行了研究，在优化目标方面，以可靠性、利益/成本比、电能质量、网损或者考虑多种因素的综合指标作为优化目标；在优化方法方面，采用遗传算法、启发式算法等适用于大规模数据计算的优化算法。但现有的规划方法鲜有考虑不同分布式电源容量配比以及不同装设地点对微电网安全稳定运行的影响。对于微电网特别是孤立微电网而言，由于系统规模小，旋转备用不足，抗扰动能力较差，使得单一扰动引发系统频率和电压稳定性问题的可能性增大。若在分布式电源容量和布点规划中未充分考虑不同方案对系统电压和频率稳定性的影响，可能对微电网长期安全稳定运行带来极大的隐患。
发明内容
本发明针对上述问题，提出一种考虑安全惩罚因子的孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，在优化结果满足安全约束的条件下达到经济性的最优。为了实现上述目的，本发明的技术方案为一种孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，包括以下步骤I)将安全惩罚因子应用到孤立微电网分布式电源的规划中；2)建立电源规划模型和运行约束条件，采用优化算法求解模型，得到满足微电网安全、经济运行的分布式电源容量和布点规划方案。所述步骤I)的将安全惩罚因子应用到孤立微电网分布式电源的规划中，其多目标函数如下
IM(/<) — i)(k) ^,., , n ri/ \ 。mm'f = ~~~k~ + Xix, [GciCll + CptlTmiAPu +Wli) + , Xioe
N K二I (1 + V)式中，N :微网工程寿命(年)；Xi :第i条线路被选中Xi=I,否则Xi=O ; a i :第i条线路固定投资年平均费用系数；Cn :第i条线路固定投资年平均费用(元)，若为已有线路则为O元；Cpu :单位电价(元/kWh) ； τ maxi :第I条线路年最大负荷损耗小时数(h) ; APli :第i条线路有功损耗(kWh) ；ffn :第i条线路年均检修、运维费用(元)；Y :安全惩罚价值成本系数(元)；C。。安全惩罚因子；r :贴现率；M(k):微网中分布式电源第k年的成本[元/年]，计算公式如下
M (k) = M1 (k) +Me (k) +Mm (k) +Mf (k)其中，M1GO，MkGihMni(k)，Mf(k):微网中分布式电源第k年的投资、更新、维护、燃料费用；Q(k):微网中分布式电源第k年的收入即微网分布式电源设备残值[元/年]。所述安全惩罚因子Cto的计算方法为
权利要求
1.一种孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，其特征在于包括以下步骤 1)将安全惩罚因子应用到孤立微电网分布式电源的规划中； 2)建立电源规划模型和运行约束条件，采用优化算法求解模型，得到满足微电网安全、经济运行的分布式电源容量和布点规划方案。
2.根据权利要求I所述孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，其特征在于所述步骤I)的将安全惩罚因子应用到孤立微电网分布式电源的规划中，其多目标函数如下
3.根据权利要求2所述孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，其特征在于所述安全惩罚因子C。。的计算方法为
4.根据权利要求I所述孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，其特征在于所述步骤2)中的运行约束条件为 11)电力电量平衡约束每小时分布式电源输出功率应等于每小时负荷需求，每年分布式电源发出的电量应大于或等于年用电量； 12)分布式电源运行约束分布式电源的发出的最大功率应小于或等于额定容量； 13)节点电压约束第i个节点电压应在允许运行的电压范围内； 14)线路电流约束第i条支路电流应小于允许通过的电流上限。
5.根据权利要求I所述孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，其特征在于所述步骤2)的分布式电源容量和布点规划方案按如下步骤进行 21)按照地理、气象条件，设定分布式电源类型、容量范围、选点范围、经济参数、运行约束条件系统参数； .22)采用遗传算法或启发式算法优化算法产生满足运行约束的容量与布点不同组合方式，对每个方案进行含分布式电源的微网潮流和安全惩罚因子计算，得到不同方案的目标函数值； .23)比较分析并选取目标函数计算值最小的方案，作为分布式电源容量和布点的最优方案。
全文摘要
本发明属于电力系统智能微网技术领域，涉及一种孤立微网分布式电源容量与布点优化方法，在孤立微电网分布式电源的规划中考虑运行的电压和频率稳定性，建立含安全惩罚因子的多目标电源规划模型和运行约束条件，采用优化算法求解模型，得到满足微电网安全、经济运行的分布式电源容量和布点规划方案。本发明可以在规划过程中考虑潜在的运行风险，基于运行稳定性的评估修正规划中不合理的部分，将安全、经济、低损耗的要求融入多目标优化模型中，有利于孤立微电网长期安全、稳定、高效运行。
文档编号G06F17/50GK102930078SQ20121037196
公开日2013年2月13日 申请日期2012年9月28日 优先权日2012年9月28日
发明者陈柔伊, 雷金勇, 王科, 董旭柱, 段卫国, 习伟, 金小明, 陈建斌, 柳勇军 申请人:南方电网科学研究院有限责任公司