本公開實(shí)施例涉及發(fā)電，尤其涉及一種基于改進(jìn)遺傳算法的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)治理方法。

背景技術(shù)：

1、目前，在能源問(wèn)題日益突出和大力發(fā)展清潔能源的背景下，分布式光伏在配電網(wǎng)接入規(guī)模越來(lái)越大。分布式光伏發(fā)電效益高，投資風(fēng)險(xiǎn)小，極具前景和成本競(jìng)爭(zhēng)力，電力供應(yīng)有可以持續(xù)性；可靠性較高；接入位置及控制方式較為靈活，并網(wǎng)后有豐富無(wú)功電壓調(diào)控手段。分布式光伏可以高效利用可再生資源，通過(guò)改變分布式光伏的接入位置與容量對(duì)配電網(wǎng)的無(wú)功進(jìn)行有效地優(yōu)化配置，改善配電網(wǎng)電壓質(zhì)量水平、優(yōu)化升級(jí)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，提升系統(tǒng)靈活性與韌性，符合智能電網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)。

2、在現(xiàn)代配電網(wǎng)中，隨著分布式光伏的廣泛接入，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)變得復(fù)雜?？茖W(xué)規(guī)劃分布式電源配置對(duì)于電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定至關(guān)重要。分布式光伏接入配電網(wǎng)的電壓波動(dòng)治理核心目標(biāo)是優(yōu)化分布式并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)及其并網(wǎng)容量，減少系統(tǒng)中的電壓波動(dòng)，提升配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)有的研究方法有建立適宜的分布式電源選址定容模型，利用研究求解模型的智能算法，如：遺傳算法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、粒子群算法等。當(dāng)前應(yīng)用于電壓波動(dòng)治理智能算法的諸多方法，其目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)建往往顯得較為單一，未能充分捕捉并融合電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的多維度、多層次特性，從而難以精準(zhǔn)反映系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的復(fù)雜性與動(dòng)態(tài)性。在利用智能算法進(jìn)行配電網(wǎng)電壓波動(dòng)治理時(shí)，目標(biāo)函數(shù)權(quán)重的設(shè)置通常依賴于直接賦權(quán)的方式，雖然簡(jiǎn)便易行，但容易忽視各指標(biāo)之間可能存在的復(fù)雜關(guān)聯(lián)與相互影響，直接賦權(quán)法可能導(dǎo)致權(quán)重分配的不合理，影響到遺傳算法在搜索過(guò)程中的導(dǎo)向性與有效性，影響分布式光伏的并網(wǎng)位置和并網(wǎng)容量，限制對(duì)配電網(wǎng)電壓波動(dòng)治理效果。

3、可見，亟需一種治理效果和精準(zhǔn)度高的基于改進(jìn)遺傳算法的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)治理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本公開實(shí)施例提供一種基于改進(jìn)遺傳算法的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)治理方法，至少部分解決現(xiàn)有技術(shù)中存在治理效果和精準(zhǔn)度較差的問(wèn)題。

2、本公開實(shí)施例提供了一種基于改進(jìn)遺傳算法的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)治理方法，包括：

3、步驟1，根據(jù)分布式光伏的接入位置、有功功率和無(wú)功功率限制建立分布式光伏配電網(wǎng)治理模型；

4、步驟2，根據(jù)層次分析法和線性加權(quán)綜合法確定復(fù)合權(quán)重；

5、步驟3，根據(jù)復(fù)合權(quán)重構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，并結(jié)合分布式光伏配電網(wǎng)治理模型，采用改進(jìn)的遺傳算法，通過(guò)配置分布式光伏的并網(wǎng)點(diǎn)與并網(wǎng)容量對(duì)配電網(wǎng)電壓波動(dòng)進(jìn)行治理。

6、根據(jù)本公開實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，所述步驟1具體包括：

7、步驟1.1，設(shè)定分布式光伏的接入位置、有功功率和無(wú)功功率限制；

8、步驟1.2，根據(jù)分布式光伏的接入位置、有功功率和無(wú)功功率限制設(shè)定配電網(wǎng)系統(tǒng)需滿足的等式約束為:

9、

10、其中，pgi為接入在節(jié)點(diǎn)i電源的有功功率，pli為接入在節(jié)點(diǎn)i負(fù)荷的有功功率，ppvi為接入在節(jié)點(diǎn)i分布式光伏的的有功功率，qgi為接入在節(jié)點(diǎn)i電源的無(wú)功功率，qli為接入在節(jié)點(diǎn)i負(fù)荷的無(wú)功功率，qpvi為接入在節(jié)點(diǎn)i分布式光伏的無(wú)功功率，ui為節(jié)點(diǎn)i的電壓幅值，uj為節(jié)點(diǎn)j的電壓幅值，gij、bij分別表示節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的電導(dǎo)和電納，θij表示節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j之間的電壓相角差，npv為接入分布式光伏的個(gè)數(shù)；

11、步驟1.3，根據(jù)分布式光伏的接入位置、有功功率和無(wú)功功率限制設(shè)定配電網(wǎng)系統(tǒng)需滿足的不等式約束為

12、

13、其中，ppva為補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)a處分布式光伏的有功功率，ppva?max為補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)a處分布式光伏的有功功率上限，ppva?min為補(bǔ)償節(jié)點(diǎn)a處分布式光伏的有功功率下限，qpva為a點(diǎn)處分布式光伏的無(wú)功功率，qpva?max為a點(diǎn)處分布式光伏的無(wú)功功率上限，qpva?min為a點(diǎn)處分布式光伏的無(wú)功功率下限，uk為節(jié)點(diǎn)k處電壓幅值，ukmax為節(jié)點(diǎn)k處電壓幅值的上限，ukmin為為節(jié)點(diǎn)k處電壓幅值的下限，n為配電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)。

14、根據(jù)本公開實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式所述步驟2具體包括：

15、步驟2.1，建立層次分析法模型，將決策問(wèn)題分解為三個(gè)層次，最上層為目標(biāo)層m，即為遺傳算法的目標(biāo)函數(shù)，中間層為準(zhǔn)則層，其中，準(zhǔn)則層包括配電網(wǎng)的網(wǎng)損c1，配電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性c2和分布式光伏建設(shè)運(yùn)維成本c3，最下層為方案層，其中，方案層包括配電網(wǎng)系統(tǒng)有功損耗p1，電壓波動(dòng)和p2，接入配電網(wǎng)分布式光伏建設(shè)維護(hù)費(fèi)用p3，分布式光伏產(chǎn)生有功功率運(yùn)行成本p4，分布式光伏產(chǎn)生無(wú)功功率成本p5；

16、步驟2.2，構(gòu)建判斷矩陣m-c:將準(zhǔn)則層c中三個(gè)元素c1、c2、c3兩兩比較，得到比較矩陣；

17、步驟2.3，根據(jù)c3與方案層的關(guān)系構(gòu)建判斷矩陣c3-p；

18、步驟2.5，根據(jù)判斷矩陣c3-p計(jì)算權(quán)重向量和一致性指標(biāo)；

19、步驟2.5，基于根據(jù)線性加權(quán)綜合法，根據(jù)比較矩陣、權(quán)重向量和一致性指標(biāo)計(jì)算方案層中配電網(wǎng)系統(tǒng)有功損耗p1、電壓波動(dòng)和p2、接入配電網(wǎng)分布式光伏建設(shè)維護(hù)費(fèi)用p3、分布式光伏產(chǎn)生有功功率運(yùn)行成本p4、分布式光伏產(chǎn)生無(wú)功功率成本p5對(duì)應(yīng)的權(quán)重，形成復(fù)合權(quán)重，其中，所述復(fù)合權(quán)重的表達(dá)式為

20、m＝λ1p1+λ2p2+λ3p3+λ4p4+λ5p5。

21、其中，λ1、λ2、λ3、λ4、λ5分別為p1、p2、p3、p4、p5的權(quán)重，λ1+λ2+λ3+λ4+λ5＝1。

22、根據(jù)本公開實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式所述步驟3具體包括：

23、步驟3.1，采用二進(jìn)制編碼，自變量為分布式光伏的接入位置和容量，設(shè)置染色體的長(zhǎng)度為23*pv，染色體形式為(xi,yi,zi)，設(shè)定種群規(guī)模并進(jìn)行初始化隨機(jī)生成初始種群，其中，pv表示分布式光伏接入的數(shù)量，xi為表示第i個(gè)分布式光伏的接入位置，yi表示第i個(gè)分布式光伏的有功容量，zi表示第i個(gè)分布式光伏的無(wú)功容量；

24、步驟3.2，以以有功損耗最小、電壓波動(dòng)最小和分布式光伏建設(shè)運(yùn)維成本最小為目標(biāo)，構(gòu)建初始目標(biāo)函數(shù)

25、

26、其中，系統(tǒng)有功損耗和f1與層次分析法模型中p1對(duì)應(yīng)，電壓波動(dòng)和f2與層次分析法模型中p2對(duì)應(yīng)，用接入配電網(wǎng)分布式光伏的數(shù)量npv對(duì)應(yīng)層次分析法模型中p3，分布式光伏有功容量ppv對(duì)應(yīng)層次分析法模型中p4，分布式光伏無(wú)功容量qpv對(duì)應(yīng)層次分析法模型中p5，為分布式光伏最大接入個(gè)數(shù)，為分布式光伏最大有功容量，為分布式光伏最大無(wú)功容量，floss表示配電網(wǎng)系統(tǒng)的初始有功損耗，δv表示配電網(wǎng)初始電壓波動(dòng)和，ri為第i條線路的電阻，iij為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的電流，ui為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓；

27、步驟3.3，在初始目標(biāo)函數(shù)中引入電壓越限的懲罰函數(shù)，得到最終目標(biāo)函數(shù)

28、

29、其中，uimax＝(1+7％)*電壓基準(zhǔn)值，uimin＝(1-7％)*電壓基準(zhǔn)值，f0為懲罰函數(shù)；

30、步驟3.4，取最終目標(biāo)函數(shù)的倒數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)

31、

32、步驟3.5，基于適應(yīng)度函數(shù)、遺傳算子和初始種群生成新種群并進(jìn)行擇優(yōu)，得到目標(biāo)種群并據(jù)此對(duì)配電網(wǎng)電壓波動(dòng)進(jìn)行治理。

33、本公開實(shí)施例中的基于改進(jìn)遺傳算法的配電網(wǎng)電壓波動(dòng)治理方案，包括：步驟1，根據(jù)分布式光伏的接入位置、有功功率和無(wú)功功率限制建立分布式光伏配電網(wǎng)治理模型；步驟2，根據(jù)層次分析法和線性加權(quán)綜合法確定復(fù)合權(quán)重；步驟3，根據(jù)復(fù)合權(quán)重構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)，并結(jié)合分布式光伏配電網(wǎng)治理模型，采用改進(jìn)的遺傳算法，通過(guò)配置分布式光伏的并網(wǎng)點(diǎn)與并網(wǎng)容量對(duì)配電網(wǎng)電壓波動(dòng)進(jìn)行治理。

34、本公開實(shí)施例的有益效果為：通過(guò)本公開的方案，結(jié)合了有功損耗最小化與電壓穩(wěn)定性提升，同時(shí)考慮了分布式光伏的安裝和運(yùn)維成本，增強(qiáng)了目標(biāo)函數(shù)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，使得配電網(wǎng)電壓波動(dòng)得到有效治理，同時(shí)保證了配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益；提出用層次分析法(ahp)分析各指標(biāo)，科學(xué)計(jì)算最優(yōu)權(quán)重，然后通過(guò)線性加權(quán)綜合法(lwc)整合權(quán)重，形成復(fù)合權(quán)重體系。此方法提高了電壓波動(dòng)治理目標(biāo)函數(shù)權(quán)重計(jì)算的效率和準(zhǔn)確性，減少了主觀干擾，為電壓波動(dòng)治理提供了有力技術(shù)支持。