專利名稱：一種分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
中國電力在取得極大發(fā)展、為我國經(jīng)濟(jì)和其它產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力支持的同時(shí)，也成為了中國環(huán)境污染的重要貢獻(xiàn)者。因此，節(jié)能減排對于電力行業(yè)具有特別重要的意義。分散電源的興起和發(fā)展給電力系統(tǒng)提供了一種非常有前途的節(jié)能減排技術(shù)?；诜稚㈦娫吹姆植际桨l(fā)電供能系統(tǒng)的接入是未來智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是智能電網(wǎng)運(yùn)行的關(guān)鍵目標(biāo)之一，因此，研究分析分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的節(jié)能減排效益對于智能電網(wǎng)的規(guī)劃和運(yùn)行意義重大。國內(nèi)外的一些學(xué)者對配電側(cè)中引入分散電源的節(jié)能減排效益開展了研究，但待選優(yōu)化的分散電源類型較少，且只模擬了電負(fù)荷，而沒有對熱負(fù)荷或冷負(fù)荷進(jìn)行相應(yīng)的分析，不能全面真實(shí)地反映分散電源的節(jié)能減排效益。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述的問題，本發(fā)明的目的是提供一種分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法，綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性與可靠性等因素，實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的多目標(biāo)能量優(yōu)化，并達(dá)到節(jié)能減排的目的。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案一種分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法，包括以下步驟I)建立了最小化年總規(guī)劃成本、最大化可再生能源發(fā)電量、最小化年停電量和最小化年容量短缺量的4個(gè)子目標(biāo)分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化模型；2)定義了 4個(gè)子目標(biāo)的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，通過總量處罰統(tǒng)一系統(tǒng)排污量、停電量和容量短缺量的量綱，并采用線性加權(quán)求和法建立系統(tǒng)的單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，其中加權(quán)系數(shù)采用二元對比定權(quán)法確定；3)采用啟發(fā)式全局優(yōu)化算法對分布式發(fā)電供能系統(tǒng)進(jìn)行模擬與求解，得到4個(gè)優(yōu)化子目標(biāo)的值。所述最小化年總規(guī)劃成本、最大化可再生能源發(fā)電量、最小化年停電量和最小化年容量短缺量的4個(gè)目標(biāo)函數(shù)分別為最小化年總規(guī)劃成本函數(shù)F1
M Ni8760 K F1 = min C - [^·+ Cij- + dt/ — fy ] + Σ Σ )
/=1 /=1 ... t=l k=1式中C為年總規(guī)劃費(fèi)用，等式右邊第一項(xiàng)為折算到每年的分布式電源(DG)投資及運(yùn)營的相關(guān)費(fèi)用⑷和Ni分別為DG類型數(shù)目和i類型DG待選總數(shù)Apbij Amdij和fu分別為i類型的第j個(gè)待選DG的經(jīng)過折算的單位投資成本、運(yùn)營成本、替代成本、燃料費(fèi)用8760 K
和殘值($/kW) ； cap為i類型的第j個(gè)待選DG容量；eij為0-1的變量;式中ΣΣ(ν^)為
從輸電網(wǎng)直接購電成本為輸電網(wǎng)t時(shí)段供電功率；ht為t時(shí)段電網(wǎng)電價(jià)，分布式發(fā)電供能系統(tǒng)逆向售電時(shí)，私d為負(fù)值，相應(yīng)的ht為逆向售電電價(jià)；最大化可再生能源發(fā)電量函數(shù)F2 F2=max Erai，其中Erai為可再生能源年產(chǎn)量；最小化年停電量函F3與最小化年容量短缺量函數(shù)F4 I、- min I],, - min P1uj

F4 min Pcs min [ I^s式中，

Rt = TloadL1 + rwindFiind 十 rsoto.i^,其中’P:ct ,Lt和Rt分別為t時(shí)段系統(tǒng)需要的運(yùn)行容量、實(shí)際運(yùn)行容量、負(fù)荷和運(yùn)行備用表示DGij在t時(shí)段的最大出力，基于燃料輸入的發(fā)電機(jī)最大出力等于其容量，而風(fēng)光驅(qū)動(dòng)的可再生能源發(fā)電機(jī)的最大出力由其功率曲線和風(fēng)速或光照強(qiáng)度決定；Pcr !為輸電線路最大傳輸功率；rwind和rS()lm分別為小時(shí)負(fù)荷，風(fēng)機(jī)出力和光伏出力辱的備用因子(%);其中4個(gè)子目標(biāo)的約束條件為pDGij.mm - -^DGij - ^DGjj.maxi^d - -^Grid,max。所述通過總量處罰統(tǒng)一系統(tǒng)排污量、停電量和容量短缺量的量綱的方式為
8760 M Ni K8760 K環(huán)境成本排污處罰EC -A =OainEC= ^)+ Σ
廣=1 /二1 j=i k=iif ~ι 左=1
8760 Af Ni K式中ΣΣΣΣ^δ^ ；).為DG產(chǎn)生的環(huán)境成本，主要是污染物排放費(fèi)用；Κ為需收
i=i -l j—l k—l
排污費(fèi)的污染物種類數(shù)目；#為DGu的單位功率的k類型污染物排放處罰標(biāo)準(zhǔn)($/kW) P
8760 K
為t時(shí)段DGu的有功出力；ΣΣΜΜυ為傳統(tǒng)集中式電廠的環(huán)境成本；k為集中式供電
=I k=lSGnd
的單位功率的k類型污染物排放處罰標(biāo)準(zhǔn)($/kW)。停電量與容量短缺量處罰Ff 3=min a Pul
F' 4=min ( α - β ) Pcs其中，α和β為處罰標(biāo)準(zhǔn)($/kWh), α≥β。所述線性加權(quán)求和法建立了系統(tǒng)的單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，其中加權(quán)系數(shù)采用二元對比定權(quán)法確定，其實(shí)現(xiàn)方式為41)單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，按線性加權(quán)求和法的定義構(gòu)造如下單目標(biāo)優(yōu)化問題
權(quán)利要求
1.一種分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法，其特征在于包括以下步驟 1)建立了最小化年總規(guī)劃成本、最大化可再生能源發(fā)電量、最小化年停電量和最小化年容量短缺量的4個(gè)子目標(biāo)分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化模型； 2)定義了4個(gè)子目標(biāo)的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，通過總量處罰統(tǒng)一系統(tǒng)排污量、停電量和容量短缺量的量綱，并采用線性加權(quán)求和法建立系統(tǒng)的單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，其中加權(quán)系數(shù)采用二元對比定權(quán)法確定； 3)采用啟發(fā)式全局優(yōu)化算法對分布式發(fā)電供能系統(tǒng)進(jìn)行模擬與求解，得到4個(gè)優(yōu)化子目標(biāo)的值。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法，其特征在于所述最小化年總規(guī)劃成本、最大化可再生能源發(fā)電量、最小化年停電量和最小化年容量短缺量的4個(gè)目標(biāo)函數(shù)分別為 最小化年總規(guī)劃成本函數(shù)F1
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法，其特征在于所述通過總量處罰統(tǒng)一系統(tǒng)排污量、停電量和容量短缺量的量綱的方式為環(huán)境成本排污處罰
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法，其特征在于所述線性加權(quán)求和法建立了系統(tǒng)的單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，其中加權(quán)系數(shù)采用二元對比定權(quán)法確定，其實(shí)現(xiàn)方式為 41)單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，按線性加權(quán)求和法的定義構(gòu)造如下單目標(biāo)優(yōu)化問題
全文摘要
本發(fā)明提出了一種分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化方法，屬于電力節(jié)能技術(shù)領(lǐng)域，主用應(yīng)用于分布式發(fā)電供能系統(tǒng)接入電網(wǎng)的節(jié)能減排效益評估。本發(fā)明首先建立了最小化年總規(guī)劃成本、最大化可再生能源發(fā)電量、最小化年停電量和最小化年容量短缺量的四個(gè)子目標(biāo)分布式發(fā)電供能系統(tǒng)能量優(yōu)化模型；繼而定義了四個(gè)子目標(biāo)的目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，通過總量處罰統(tǒng)一系統(tǒng)排污量、停電量和容量短缺量的量綱，并采用線性加權(quán)求和法建立系統(tǒng)的單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)，其中加權(quán)系數(shù)采用二元對比定權(quán)法確定；最后采用啟發(fā)式全局優(yōu)化算法對分布式發(fā)電供能系統(tǒng)進(jìn)行模擬與求解，得到四個(gè)優(yōu)化子目標(biāo)的值。實(shí)現(xiàn)分布式發(fā)電供能系統(tǒng)的多目標(biāo)能量優(yōu)化，并達(dá)到節(jié)能減排的目的。
文檔編號(hào)G06Q50/06GK102930343SQ20121037194
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者雷金勇, 甘德強(qiáng), 段衛(wèi)國, 辛煥海 申請人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 浙江大學(xué)