本公开实施例涉及配电网运行优化，具体涉及一种计及电动汽车的主动配电网双阶优化方法、系统及设备。
背景技术：
：：1、随着国民经济的发展和能源消耗的不断增加，环境污染和温室效应成为了人类社会亟待解决的问题。电动汽车和分布式电源（distributed generation，dg）以节约能源和降低排放的优点，得到了世界各国的广泛关注。然而，dg和电动汽车在配电系统中渗透率的不断增加，会不可避免地影响主动配电网运行的经济性和稳定性。为了解决这个问题，供电公司在参与电力市场的同时开始优化dg的调度运行来降低经济成本和运行风险。2、主动配电网（active distribution network，and）代表了配电网未来的发展方向，它不是被动地分配电能，而是实现对电能的主动控制和管理。在其接入的各种dg中，以风电和光伏为代表的新能源出力具有随机性和波动性，可调度性差，属于不可控型dg，但是由于逆变器的接入，使其具有无功输出的功能。以燃料电池、微型燃气轮机和柴油发电机为主的可控型dg可以自由调节有功输出，可调度性好。可中断负荷（interruptable load，il）是需求侧管理的一种重要调控手段，在电网供电量不足或者系统不稳定的情况下向用户发出中断指令，经过用户响应后中断部分用电。在电力市场环境下，供电公司对dg和il进行优化调度后，可有效降低and的运行成本，提高系统运行的可靠性。3、目前国内对于and的研究主要集中在无功优化问题和经济调度问题上。现有技术中所提方法和模型均为单一考虑主动配电网的经济成本或对系统进行无功优化，没有对二者进行协调优化，并且没有考虑电动汽车接入后对负荷侧的影响。技术实现思路1、本公开实施例提供一种计及电动汽车的主动配电网双阶优化方法、系统及设备，以解决或缓解现有技术中的以上一个或多个技术问题。2、根据本公开的一个方面，提供一种计及电动汽车的主动配电网双阶优化方法，包括：3、建立电动汽车充电负荷模型，通过所述电动汽车充电负荷模型获取电动汽车充电负荷；4、基于电动汽车充电负荷、第二天每小时的负荷需求和电价的预测确定可控型分布式电源有功输出、从大电网购电量以及负荷削减量；5、基于所述可控型分布式电源有功输出、从大电网购电量以及负荷削减量，并考虑不可控型分布式电源和无功补偿装置的无功输出能力，建立综合考虑系统有功损耗和电压质量的无功优化模型；6、利用改进狼群算法对无功优化模型进行求解。7、在一种可能的实现方式中，所述的建立电动汽车充电负荷模型，通过所述电动汽车充电负荷模型获取电动汽车充电负荷包括：8、获取电动私家车的日行驶里程；9、根据所述电动私家车的日行驶里程，计算电动私家车的起始荷电状态；10、提取充电起始时刻；11、根据电动私家车的起始荷电状态计算充电时长；12、根据充电起始时刻和充电时长确定接有电动私家车的系统节点具有充电负荷的阶段，形成充电负荷曲线；13、叠加并输出所有充电负荷曲线。14、在一种可能的实现方式中，所述电动私家车的日行驶里程符合对数正态分布：15、；16、所述电动私家车的充电起始时刻满足分段正态分布：17、；18、式中，l为电动私家车的日行驶里程，和为对数正态分布的两个参数；和为分段正态分布的两个参数；为充电起始时刻。19、在一种可能的实现方式中，所述电动私家车的起始荷电状态的计算式为：20、；21、所述充电时长的计算式为：22、；23、式中，为日行驶里程，km；为最大行驶里程，km；电池容量，；为充电功率，kw；为充电效率。24、在一种可能的实现方式中，所述的基于电动汽车充电负荷、第二天每小时的负荷需求和电价的预测进行优化调度，确定可控型分布式电源有功输出、从大电网购电量以及负荷削减量包括：25、以日前运行成本最小化为目标，构建经济优化调度的目标函数：26、；27、式中，为日综合运行成本；为大电网购电成本；为可控型分布式电源运行成本；为可中断负荷成本；28、经济优化调度的约束条件包括：有功平衡约束、系统备用约束、可控型分布式电源出力上下限约束、可控型分布式电源爬坡速度约束、最小启停时间约束、大电网购电约束、可中断负荷合同约束。29、在一种可能的实现方式中，所述大电网购电成本为：30、；31、式中，
t为调度周期总时段数；为时段从大电网的购电价格，元/kw；为主动配电网在时段从大电网的购电量，kw；
32、所述可控型分布式电源运行成本为：33、；34、其中：35、；36、；37、；38、式中，、和分别为可控型分布式电源的燃料成本、维护成本和气体排放治理成本；为可控型分布式电源的数量；为天然气价格，元/m3；为天然气热值，kwh/m3；为时段第台可控型分布式电源的机组效率；为第
i个可控型分布式电源在
t时刻的有功输出；为第台可控型分布式电源的运行维护成本比例常数；、分别为排放类型的外部折扣成本和排放因子；为排放类型；
39、所述可中断负荷成本为：40、；41、式中，为可中断负荷数；为可中断负荷在时刻的削减量；为可中断负荷的价格。42、在一种可能的实现方式中，所述有功平衡约束为：43、；44、式中，为时段的负荷需求；为可控型分布式电源总数;为时段电动汽车的充电负荷；为第
j个可中断负荷在
t时刻的削减量；
45、所述系统备用约束为：46、；47、式中，为第
i台可控型分布式电源的最大出力；为时刻第台可控型分布式电源的运行状态；为第
j个可中断负荷用户的最大可切负荷；为第
j个可中断负荷用户在
t时刻是否切负荷；为时刻的负荷备用；为主动配电网在时段从大电网的购电量，kw；
48、所述可控型分布式电源出力上下限约束为：49、；50、式中，为第
i台可控型dg输出功率下限；为第
i台可控型dg输出功率上限；
51、所述可控型分布式电源爬坡速度约束为：52、；53、式中，分别为第
i台可控型分布式电源上下爬坡速率限制；为第
i台可控型分布式电源在
t+1时刻的有功输出。
54、所述最小启停时间约束为：55、；56、式中，为分别为第
i台分布式电源的最小启动时间和最小关停时间；为
t-k+1的启停状态；
57、所述大电网购电约束为：58、；59、式中，为主动配电网在时段从大电网的购电量，kw；为从大电网购电的最大值；60、所述可中断负荷合同约束为：61、；62、式中，为第个可中断负荷用户在时刻的最大可投切负荷量。63、在一种可能的实现方式中，所述的基于所述可控型分布式电源有功输出、从大电网购电量以及负荷削减量，并考虑不可控型分布式电源和无功补偿装置的无功输出能力，建立综合考虑系统有功损耗和电压质量的无功优化模型包括：64、无功优化模型的目标函数为：65、；66、式中，为系统总节点数；、为权重系数，；、分别为配电网所有节点的最高电压和最低电压；为系统初始有功损耗；为系统的有功损耗；为系统节点电压；67、无功优化模型的约束条件包括潮流方程约束、节点电压约束、支路电流约束、分布式电源无功出力约束、无功补偿装置的容量约束。68、在一种可能的实现方式中，所述潮流方程约束为：69、；70、式中，、、、、分别为在节点处电网注入的有功功率、分布式电源的有功出力、可中断负荷的削减量、负荷的有功需求以及电动汽车的充电负荷；、、、分别为在节点处电网注入的无功功率、分布式电源的无功输出、可中断负荷的无功削减量及负荷的无功需求；为节点和节点之间导纳虚部；为节点和节点之间导纳实部；为节点
i、
j之间的电压相角差；为系统节点
i的电压；为系统节点
j的电压；
n为首端节点为
i的支路集合；
71、所述节点电压约束为：72、；73、式中，、分别为节点允许的最大电压和最小电压；74、所述支路电流约束为：75、；76、式中，为节点、之间支路所能流过的最大电流；为节点、之间支路所流过的电流；77、所述分布式电源无功出力约束为：78、；79、式中，、分别为节点处分布式电源发出无功功率最小值、最大值；所述无功补偿装置的容量约束为：80、；81、式中，、分别为安装在节点处无功补偿装置容量的上、下限；为安装在节点处无功补偿装置的容量。82、在一种可能的实现方式中，所述的利用改进狼群算法对无功优化模型进行求解包括：83、s1，初始化：录入配电网的节点信息、支路信息和分布式电源的初始数据，确定狼群中狼的个体数，维数，探狼比例因子，游走步长，奔袭步长，围攻步长，游走方向数和奔袭转围攻的临界距离；84、s2，优化个体变量x：初始化个体无功输出变量y，计算个体适应度，确认头狼，随后进行游走、召唤和围攻行为，在迭代次后，输出最优个体位置；85、s3，优化无功输出变量y：在最优个体位置确定的基础上，使用狼群算法对无功输出变量y进行优化，在迭代次之后输出最优适应度和最优位置；86、s4，迭代次数增加1，保留s3输出的适应度，并与之前s3输出的最优适应度进行比较，如果优于之前最优适应度，则保留当前位置（x，y），更新此次迭代的最优适应度，当满足最大迭代次数时，则跳转至s5，否则，将输出的最优运行变量代入s2；87、s5，输出最优解和最优位置。88、根据本公开的一个方面，提供一种计及电动汽车的主动配电网双阶优化系统，包括：89、第一建立单元，用于建立电动汽车充电负荷模型，通过所述电动汽车充电负荷模型获取电动汽车充电负荷；90、确定单元，用于基于电动汽车充电负荷、第二天每小时的负荷需求和电价的预测，确定可控型分布式电源有功输出、从大电网购电量以及负荷削减量；91、第二建立单元，用于基于所述可控型分布式电源有功输出、从大电网购电量以及负荷削减量，并考虑不可控型分布式电源和无功补偿装置的无功输出能力，建立综合考虑系统有功损耗和电压质量的无功优化模型；92、求解单元，用于利用改进狼群算法对无功优化模型进行求解。93、在一种可能的实现方式中，所述第一建立单元包括：94、获取模块，用于获取电动私家车的日行驶里程；95、第一计算模块，用于根据所述电动私家车的日行驶里程，计算电动私家车的起始荷电状态；96、提取模块，用于提取充电起始时刻；97、第二计算模块，用于根据电动私家车的起始荷电状态计算充电时长；98、第一输出模块，用于叠加所有电动私家车的充电负荷曲线，输出负荷曲线。99、在一种可能的实现方式中，所述确定单元用于以日前运行成本最小化为目标，构建经济优化调度的目标函数：100、；101、式中，为日综合运行成本；为大电网购电成本；为可控型分布式电源运行成本；为可中断负荷成本；102、经济优化调度的约束条件包括：有功平衡约束、系统备用约束、可控型分布式电源出力上下限约束、可控型分布式电源爬坡速度约束、最小启停时间约束、大电网购电约束、可中断负荷合同约束。103、在一种可能的实现方式中，无功优化模型的目标函数为：104、；105、式中，为系统总节点数；、为权重系数，；、分别为配电网所有节点的最高电压和最低电压；为系统初始有功损耗；为系统的有功损耗；为系统节点电压；106、无功优化模型的约束条件包括潮流方程约束、节点电压约束、支路电流约束、分布式电源无功出力约束、无功补偿装置的容量约束。107、在一种可能的实现方式中，所述求解单元包括：108、初始化模块，用于录入配电网的节点信息、支路信息和分布式电源的初始数据，确定狼群中狼的个体数，维数，探狼比例因子，游走步长，奔袭步长，围攻步长，游走方向数和奔袭转围攻的临界距离；109、个体变量x优化模块，用于初始化个体无功输出变量y，计算个体适应度，确认头狼，随后进行游走、召唤和围攻行为，在迭代次后，输出最优个体位置；110、无功输出变量y优化模块，用于在最优个体位置确定的基础上，使用狼群算法对无功输出变量y进行优化，在迭代次之后输出最优适应度和最优位置；111、迭代计算模块，用于迭代次数增加1，保留无功输出变量y优化模块输出的适应度，并与之前无功输出变量y优化模块输出的最优适应度进行比较，如果优于之前最优适应度，则保留当前位置（x，y），更新此次迭代的最优适应度，当满足最大迭代次数时，则跳转至第二输出模块，否则，将输出的最优运行变量代入个体变量x优化模块；112、第二输出模块，用于输出最优解和最优位置。113、根据本公开的一个方面，提供一种计及电动汽车的主动配电网双阶优化设备，包括：114、处理器以及存储器；115、所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器调用所述存储器存储的计算机程序，以执行上述任一项所述的计及电动汽车的主动配电网双阶优化设方法。116、根据本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器能够执行上述任一项所述的计及电动汽车的主动配电网双阶优化方法。117、本公开的示例性实施例具有以下有益效果：本公开的示例性实施例，首先建立电动汽车充电负荷模型，其次提出一种基于改进狼群算法的主动配电网两阶段优化调度方法。在第一阶段，基于第二天每小时的负荷需求和电价的预测进行优化调度，确定可控型dg有功输出、从大电网购电量以及负荷削减量，这些优化结果作为固定参数传递到无功优化阶段。无功优化阶段考虑不可控型dg和无功补偿装置的无功输出能力，建立综合考虑系统有功损耗和电压质量的无功优化模型。同时提出一种基于交叉反馈思想的改进狼群算法对无功优化模型进行求解。118、本技术的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本技术的其它特征和优点将从说明书附图变得明显。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。当前第1页12当前第1页12