考虑主动管理的双层配电网规划方案对间歇性DWG电力具有更强的输送能力，能 够有效促进间歇性DWG高效利用及绿色电能的顺利消纳。
[0157] 在满足同等的精度要求下，分别对双目标和单目标优化算法进行收敛性分析，如 图7所示。由图7可知，在初始值相同的情况下，双目标优化算法比单目标优化算法能够更 快的收敛，且优化目标值更加出色。
【主权项】
1. 一种基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法，其特征在于：步骤如 下： 步骤一：建立双层规划模型； 步骤二：进行潮流计算，并将潮流计算进行线性化； 步骤三：构建含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法； 步骤四：将步骤一建立的双层规划模型转化为单层单目标规划模型； 步骤五：根据步骤四中的单层单目标规划模型构造一个双目标优化问题； 步骤六：利用步骤三中的含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法对步骤五中 的双目标优化问题进行求解。2. 根据权利要求1所述的基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划算法， 其特征在于：在步骤一中，所述双层规划模型包括上层规划层的模型和下层规划层的模型； 风电场为上层规划层，配电网公司为下层规划层。3. 根据权利要求2所述的基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法，其 特征在于：上层规划层的决策变量为分布式电源的位置、容量和主动管理费用；上层规划 层的目标是实现净收益的最大化，该净收益考虑了风电场售电收益以及支付配电网公司的 主动管理费用，还计及了年运行成本和年值化之后的风电投资成本；因受制于占地面积、空 间风功率密度等因素，风电装机容量必须小于一定值，此外，风电机组的最小装机台数限定 了风电装机容量的下限值；所述上层规划层的模型为：xkG{0, 1} (3); F(d,m) =d(l+d)m/[(l+d)m-l] (4)； 其中，BDwe是风电场公司的净收益，PDWS是单位电量风电的上网电价，PAM是单位电量 的主动管理价格，At是运行模拟周期中一个时段的时长，巧D/w是单位时间段内第k个风电 场节点处所发的功率，xk是二值变量，取〇表示不安装风电，取1表示安装风电；T和QDwe 分别是时间间隔集合和DWG候选点集合；F(d，m)是年值化系数，d是折损率，而m是对应设 备的服务周期是风电场单位装机容量的投资成本，节点处的风电装机容量； 是风电单位容量的年运行成本；和<(?分别是风电场的最小和最大装机容量。4. 根据权利要求2所述的基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法，其 特征在于：下层规划层的决策变量为购电量；下层规划层的目标是实现系统的最优潮流分 布，从而获得最大净收益；该净收益考虑了常规的售电收益和对风电进行主动消纳的主动 管理收益，并计及了网损成本以及购电成本；其中购电成本包括从主网购电的成本和从风 电场购电的成本；约束条件考虑了有功平衡约束、节点电压约束、支路载流量约束，以及电 源的最大出力限制；所述下层规划层的模型为：其中，pSal是单位电量的售电电价，是第i个节点处第t个时间段内负荷消耗的功 率；rw是配电网中总的风电场数目；pk是单位电量网损的电价，是第t个时间段内 线路ij的功率损耗，p&id是从主网购买单位电量的价格，是第t个时间段内主网提供 的功率；nN、分别是系统中负荷节点集合、线路集合和主网接入点集合； &和z分别是线路ij的始端、终端有功功率和电阻、阻抗值；IudPf分别是第t个时 间段内线路ij的电流及其线路载流量；uiit是第t个时间段内节点i的电压，1]_和U_分 别是节点电压上下限；'是最大主网供电功率；是第k个风电场实际可用的风电功 率，，€是根据典型日风速数据计算出的风机出力标幺值数据。5.根据权利要求1所述的基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法， 其特征在于：在步骤三中，采用基于正弦载波的Levy飞行作为杜鹃搜索算法产生新解的 机制，可实现全局搜索和局部精确搜索；Levy飞行是一个服从Levy分布的随机游走过程， Levy分布为： L(入）~u=tA，（l<A<3) (15); 振幅为A，角频率为《，周期为2T/?的正弦函数为：y=Asin(?t)+b (16)； 将式（15)中Levy飞行的结果L(A)作为式（16)中正弦函数的自变量t，并将自变量t的下限定为b-A，上限定为b+A，则正弦函数的因变量y就是满足决策变量上下限的任意取 值，无需考虑变量越界的情况。6. 根据权利要求1所述的基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法，其 特征在于：在步骤四中，双层规划模型的双层规划问题如下：其中，对固定的x，f(X，y)和g(x,y)关于y都是可微和凸的； 先利用KKT条件对下层规划问题进行优化等价，SP然后，将下层规划问题用式（18)代替，即把非线性的双层规划问题等价转化为单层单 目标规划问题，具体如下：其中，Ediy，y)y)分别代表式（18)的等式约束和式（17)中的不等式约 束。7. 根据权利要求1或6所述的基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方 法，其特征在于：在步骤五中，为了有效的解决步骤四中单层单目标规划模型的优化问题， 构造一个双目标优化问题；这个双目标优化问题不仅可以区分两个可行解的质量，还可以 区分不可行解和可行解的质量，并且迫使不可行解向可行解区域移动，逐步改善可行解；具 体构造如下： 首先，令 ? = (xT，yT，YT)T，且K?) = |E(?)|，m= 1，2, ...，Neq (20)； °m+n(0) =N( 0),n= 1, 2, ???,Nneq 然后，构造双目标优化问题： min{F(0), 〇 (0)} (21)； 其中，①（?) =maxl^J?)，…，C>t(?)}，t=Neq+Nneq (22)；其中，在式（23)中，F(?)的定义保证了式（21)中的任一可行解比不可行解更好；对 于双目标优化问题的两个可行解，F(x，y)值小的比F(x，y)值大的好；进一步地通过优化函 数〇(?)能够迫使群体逐步向双目标优化问题的可行域前进；通过优化第一个目标函数 F(@)能够提高双目标优化问题的目标函数F(x，y)的解的质量。8.根据权利要求1所述的基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法，其 特征在于：在步骤六中，利用含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法对步骤五中的 进行求解；求解方法如下：首先，利用含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法进行 正弦载波全局搜索，找出可能极值点Pn= (ynl，yn2，…，yj;然后，对正弦载波进行扩展变换 后，对可能极值点进行正弦扩展载波局部精确搜索，寻找出最优解；在扩展变化时，保持函 数值不变，增大正弦载波的周期为原来的a倍，也就是令正弦载波的角频率缩小为原来的 1/a倍，即 Aksin(〇tn)+bk=Aksin(〇rtn+0)+bk (25)； 根据式（25)得出：-<〇t" (Z6); ? 当适应度值不再显著变化或达到最大局部寻优步数时，结束正弦扩展载波局部精确搜 索找出最优解；最后，正弦扩展载波局部精确搜索结束后，将正弦载波的角频率恢复 到正弦扩展载波局部精确搜索。
【专利摘要】本发明公开了一种基于改进杜鹃搜索算法的主动配电网双层风电规划方法，步骤如下：步骤一：建立双层规划模型；步骤二：进行潮流计算，并将潮流计算进行线性化；步骤三：构建含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法；步骤四：将双层规划模型转化为单层单目标规划模型；步骤五：根据单层单目标规划模型构造一个双目标优化问题；步骤六：利用步骤三中的含有正弦载波的Levy飞行函数的杜鹃搜索算法对步骤五中的双目标优化问题进行求解。本发明的正弦载波的Levy飞行，可以很好的将随机解限制在决策变量的约束范围内，且可以支持局部精确寻优。双目标优化问题可以迫使不可行解向可行解区域移动，逐步改善可行解，加快解的优化速度，提高算法的效率。
【IPC分类】G06Q10/06, G06Q50/06, G06Q10/04
【公开号】CN105117814
【申请号】CN201510388367
【发明人】李秋燕, 王利利, 田春筝, 李锰, 李科, 孙义豪, 全少理, 郭勇, 丁岩, 郭璞, 马骁川, 孙钒, 温俊强, 李英姿, 施锦月, 王英瑞, 曾博, 张建华
【申请人】国家电网公司, 国网河南省电力公司经济技术研究院, 华北电力大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年7月3日