一种配电网分布式电源选址定容方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于NSGA-II算法的配电网分布式电源选址定容方法，属于分布 式新能源技术领域。
【背景技术】
[0002] 分布式电源的并网接入，使得配电网结构发生变化，配电系统从放射状无源网络 变为分布有中小型电源的有源网络电网，原电网中的潮流分布、网络损耗、电压的稳定情况 皆会产生变化。其影响都与分布式电源的位置和容量有密切关系，因此对于配电网中分布 式电源的规划也随之成为热点。目前已有的研究主要仅针对单一优化目标，采用单一目标 优化算法进行求解，或者考虑了分布式电源并网的稳定性与经济性，对各目标间采用加权 方式将多目标转化为单目标进行优化求解，与实际需求并不符合。
【发明内容】
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于NSGA-II算法的配电网分布式电 源选址定容方法，考虑分布式电源并网后的经济性以及稳定性，采用NSGA- II算法实现电 网网损、装机运行费用以及总电压偏差达到最优下的配网分布式电源的选址与定容计算。 该方法以Pareto最优解的形式表示配网分布式电源规划中经济性与稳定性多目标的兼 顾，能够得到对经济性和稳定性不同侧重程度下的多个最优解，克服了简单加权只能表示 单一情况的不足之处。
[0004] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[0005] 1)明确分布式电源选址定容需要考虑因素包括配电网网损最小、分布式电源装机 运行费用最小、配电网总电压偏差最小；
[0006] 2)确定基于多目标的配电网分布式电源选址定容；
[0007] 21)考虑到分布式电源并网的经济性与稳定性。以电网总网损，分布式电源运行费 用以及总电压偏差最小为目标：
[0008] Hiinf1=Plosi3
[0009] min f2= C D
[0010] min f3= DetV
[0011] PlcissS网损，Cd为分布式电源运行费用，DetV为总电压偏差，f i，f2, f3分为电网总 网损，分布式电源运行费用以及总电压偏差最小目标函数；
[0012] 22) Plciss为网损：
[0014] AP1为支路i的有功损耗。1为配电网支路总数。
[0015] 23) Cd为分布式电源运行费用：
[0017] Tmax为分布式电源最大发电小时数；β _j为分布式电源j的功率因数；S w为分布式 电源j的容量；Q为分布式电源j单位电量成本，其中包括分布式电源的电价和建设成本；
[0018] 24) DetV为总电压偏差：
[0020] 其中If为配电网的基准电压值；U 1第i个节点的电压值。N表示节点数。
[0021] 3)确定分布式电源选址定容应满足的约束条件：
[0022] 31)节点电压约束：
[0023] Uinin^ U ,< U inax
[0024] 1^为i节点电压；U inun、Uiniax为节点i电压上下限；
[0025] 32)馈线电流约束：
[0026] Ij^ I jnax
[0027] I j为支路j的电流；I jniax为支路j允许通过最大电流；
[0028] 33)分布式电源容量约束：
[0029] Se Sl
[0030] D为分布式电源总容量；S L为电网总容量的10% ;
[0031] 35)对于上述不等式约束条件，优化时采用惩罚因子方法进行处理；
[0032] 34)节点电压限制：
[0034] 1]1为1节点电压；1]1_、1]1_为节点1电压上下限；1^为节点电压的惩罚因子，作为 对偏离运行极限的惩罚，一般取值较大，当其满足系统电压限制要求时，取值恒为〇 ;
[0035] 35)馈线电流限制：
[0037] 其中Ij为支路j的电流；I jniax为支路j允许通过最大电流；K i为支路电流的惩罚 因子，当支路上电流没有超过允许最大电流值时，其取值恒为〇 ;当支路上电流超过最大值 时则其取一个较大的数值；
[0038] 36)分布式电源容量约束：
[0040] 其中S￡ D为分布式电源总容量；S A电网总容量的10% ;Κ Σ D为注入容量的惩罚 因子，在配电网中注入的分布式电源容量小于允许注入量时，其取值取〇,当注入容量超过 限制值时则其取值较大。
[0041] 4)采用多目标优化理论对模型进行求解
[0042] 41)多目标规划问题描述：
[0046] 42)米用非支配排序遗传算法（Non-dominated sorting genetic algorithm， NSGA- II )进行问题求解，不需要衡量各目标中的权重比，经过优化后可以得到多目标问题 的Pareto最优解。
[0047] 5)采用基于NSGA-II算法的多目标优化，在对分布式电源的地址与容量编码后， 随机产生一个初始种群。并对其初始种群中的个体进行潮流计算，根据其目标函数值进行 排序，然后进行遗传操作得到新种群，根据NSGA- II算法流程得到第二代种群。反复操作直 至达到最大迭代数，可得到分布式电源选址与定容的优化结果。
[0048] 本发明所达到的有益效果：本发明能够考虑分布式电源并网后的经济性以及稳定 性，兼顾配网分布式电源规划中经济性与稳定性等多个目标最优，能够得到对经济性和稳 定性不同侧重程度下的多个最优解，克服了简单加权只能表示单一情况的不足之处。
【附图说明】
[0049] 图1为NSGA- II算法流程。
[0050] 图2为改进IEEE-33节点系统。
[0051 ] 图3为含3个分布式电源优化结果。
[0052] 图4为含4个分布式电源优化结果。
[0053] 图5为网损与电压偏差。
[0054] 图6为网损与运行费用。
[0055] 图7为电压偏差与运行费用。
【具体实施方式】
[0056] 下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发 明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0057] 如图1所示，一种基于NSGA- II算法的配电网分布式电源选址定容方法流程，确定 多目标优化和约束条件，对分布式电源的地址与容量编码后，随机产生一个初始种群。并对 其初始种群中的个体进行潮流计算，根据其目标函数值进行排序，然后进行遗传操作得到 新种群，根据NSGA- II算法流程得到第二代种群。反复操作直至达到最大迭代数，可得到分 布式电源选址与定容的优化结果。包括初始算法参数、个体编码、随机建立初始种群、非支 配个体排序、得到子种群、选定父种群、循环迭代，得到最优解集等步骤。
[0058] 1)明确分布式电源选址定容需要考虑的因素包括配电网网损最小、分布式电源装 机运行费用最小、配电网总电压偏差最小。
[0059] 2)确定基于多目标的配电网分布式电源选址定容
[0060] 21)以电网总网损，分布式电源运行费用以及总电压偏差最小为目标：
[0061] Hiinf1=Plosi3
[0062] min f2= C D
[0063] min f3= DetV
[0064] Plciss为网损，Cd为分布式电源运行费用，DetV为总电压偏差，f i，f2, f3分为电网总 网损，分布式电源运行费用以及总电压偏差最小目标函数。
[0065] 22) Plciss为网损：
[0067] AP1为支路i的有功损耗。1为配电网支路总数。
[0068] 23) Cd为分布式电源运行费用：
[0070] Tmax为分布式电源最大发电小时数；β 为分布式电源j的功率因数；S w为分布式 电源j的容量；Q为分布式电源j单位电量成本，其中包括分布式电源的电价和建设成本。
[0071] 24) DetV为总电压偏差：
[0073] 其中If为配电网的基准电压值；U篇i个节点的电压值。N表示节点数。
[0074] 3)确定分布式电源选址定容应满足的约束条件
[0075] 31)节点电压约束：
[0076] Uinin^ U ,< U inax
[0077] 1^为i节点电压；U inun、Uiniax为节点i电压上下限；
[0078] 32)馈线电流约束：
[0079] Ij^ I jnax
[0080] I j为支路j的电流；I jniax为支路j允许通过最大电流；
[0081] 33)分布式电源容量约束：
[0082] Se Sl
[0083] Se D为分布式电源总容量；S A电网总容量