本发明涉及电力交通耦合网络扩容规划领域,特别是涉及一种动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法。
背景技术:
1、电动汽车作为重要媒介,使得电力网络和交通网络互相关联,组成电力交通耦合网络。随着电动汽车的大量使用,现有的馈线、发电机等电力设施和道路、充电站等交通设施面临巨大的压力,难以满足未来的充电需求和交通需求,影响了电动汽车用户的出行便利,因此协同扩容电力交通耦合网络中的各种电力设施和交通设施将有利于电动汽车的发展,提高电力网络和交通网络的运行效率与经济效益。
2、现有的研究一方面集中于电力设施或交通设施的单一扩容规划,未能充分考虑电力交通耦合网络中电力设施和交通设施的协同规划,无法实现耦合系统综合效益最优;另一方面,目前的研究缺乏高效的算法来处理带有动态均衡约束的电力交通耦合网络协同扩容问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足,本发明的目的在于提出一种动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,以实现两个网络的协同最优扩容,改善系统拥堵,降低用户成本,提高运维效率。
2、为达到上述预期效果,本发明的技术方案如下:
3、本发明提供了一种动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其包括以下步骤:
4、步骤一,设置初始电力交通耦合网络协同扩容方案,作为当前最优方案粒子;
5、步骤二,针对当前最优方案粒子,计算各决策变量的边际收益并排序,生成采样概率分布;
6、步骤三,根据采样概率分布,生成下一轮电力交通耦合网络协同扩容方案粒子群,选取其中总成本最小的方案粒子作为当前最优方案粒子;
7、步骤四,计算当前最优方案粒子与上一轮方案粒子的相对误差,若小于给定阈值,则停止迭代,最优协同扩容方案即为当前最优方案粒子,否则重复步骤二、步骤三和步骤四。
8、作为本发明的优选方案,电力交通耦合网络协同扩容方案包括电力网络扩容方案和交通网络扩容方案:
9、
10、其中为电力网络扩容方案,为交通网络扩容方案。
11、优选的,所述的步骤一中,所述设置初始电力交通耦合网络协同扩容方案中,各决策变量均为0,初始电力交通耦合网络协同扩容方案记为
12、本发明所述的动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方案由优化得到,优化采用的目标函数为:
13、
14、其中为电力交通耦合网络总成本,为电力交通耦合网络协同扩容方案,为电力网络运维成本,为交通网络的运维成本,和受到协同扩容方案的影响,为电力网络扩容成本,为交通网络的扩容成本。
15、进一步的,所述的步骤三中选取其中总成本最小的方案粒子作为当前最优方案粒子,具体为:计算所述第k+1轮电力交通耦合网络协同扩容方案粒子群中各方案粒子的总成本,选取其中总成本最小的方案粒子作为第k+1轮的最优方案粒子,满足:
16、
17、进一步地,所述目标函数的约束条件为所述电力交通耦合网络动态均衡,包括耦合约束、交通网络的动态用户均衡和电力网络的节点边际电价均衡。
18、与现有技术相比,本发明技术方案的有益效果是:
19、本发明以电力交通耦合网络总成本作为目标函数,协同确定最优的电力设施和交通设施扩容方案,以实现耦合系统的最优经济效益。约束条件中考虑电力网络节点边际电价均衡和交通网络动态用户均衡在内的电力交通耦合网络动态均衡,充分反映真实的电力交通耦合网络动态特性。利用基于采样概率分布的粒子群算法,可以高效地处理带有动态均衡约束的电力交通耦合网络协同扩容问题,提高计算效率,实现最优资源调配。
1.一种动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其特征在于,所述电力交通耦合网络协同扩容方案包括电力网络扩容方案和交通网络扩容方案:
3.根据权利要求1所述动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其特征在于,所述步骤二中,计算各决策变量的边际收益并排序,生成采样概率分布,包括如下步骤:
4.根据权利要求1所述动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其特征在于,所述步骤三中,根据采样概率分布,生成下一轮电力交通耦合网络扩容方案粒子群,包括:
5.根据权利要求1所述动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其特征在于,所述的步骤三中选取其中总成本最小的方案粒子作为当前最优方案粒子,具体为:
6.根据权利要求5所述动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其特征在于,所述目标函数的约束条件为所述电力交通耦合网络动态均衡,包括耦合约束、交通网络的动态用户均衡和电力网络的节点边际电价均衡;
7.根据权利要求1所述动态均衡电力交通耦合网络的协同扩容方法,其特征在于,所述步骤四中,计算当前最优方案粒子与上一轮方案粒子的相对误差,具体为:计算第k+1轮最优方案粒子和第k轮最优方案粒子的相对误差: