技術(shù)特征：

1.一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征包括如下步驟：

S1.搭建孤立的分布式發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)電單元和儲(chǔ)能單元，發(fā)電單元由太陽(yáng)能板和風(fēng)機(jī)組成，儲(chǔ)能單元由蓄電池、電解池、燃料電池以及氫氣罐組成，系統(tǒng)還包括逆變器；

S2.事先定義好供發(fā)電設(shè)備的工作優(yōu)先級(jí)，確定好電力設(shè)備開(kāi)始或者停止工作的條件，給定系統(tǒng)的運(yùn)行策略；工作優(yōu)先級(jí)是蓄電池先充放電，氫氣單元處于下一個(gè)優(yōu)先級(jí)；系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，會(huì)檢測(cè)發(fā)電單元的發(fā)電量P_gen(t)和負(fù)載的電量需求P_Load(t)，通過(guò)兩者的關(guān)系判斷，給出系統(tǒng)的工作狀態(tài)；

S3.在滿足供電可靠性的前提下，求解分布式電網(wǎng)系統(tǒng)的最優(yōu)配置，使得系統(tǒng)總成本C_total達(dá)到最小；供電可靠性用缺電率LPSP描述，它是一年內(nèi)缺電累積時(shí)間與總時(shí)間的比值；

S4.為該分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)的建模，構(gòu)建優(yōu)化模型，系統(tǒng)的總成本C_total由三種成本/收益模型組成，包括設(shè)備成本C_DEC，電能浪費(fèi)成本C_EWC，氫氣所獲收益C_HPC；

S5.設(shè)備成本C_DEC由投資成本C_INV，系統(tǒng)維護(hù)成本C_O&M以及設(shè)備替換成本C_REP組成；

S6.系統(tǒng)的成本必須滿足相關(guān)的約束條件，在優(yōu)化模型中組成系統(tǒng)的各種設(shè)備數(shù)量必須為正整數(shù)；系統(tǒng)的供電可靠性LPSP缺電率需要滿足預(yù)設(shè)定的要求；

S7.所構(gòu)建的優(yōu)化模型，運(yùn)用基于排序的實(shí)數(shù)編碼方式的蟻群算法進(jìn)行求解。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，步驟S1中的太陽(yáng)能板、風(fēng)機(jī)、蓄電池、電解池、氫氣罐、燃料電池是本模型求解的關(guān)鍵設(shè)備，電解池、氫氣罐、燃料電池組成氫氣單元，太陽(yáng)能板和風(fēng)機(jī)互補(bǔ)發(fā)電、蓄電池以及氫氣單元合理充放電保證了系統(tǒng)的高可靠性供電。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，該系統(tǒng)需要配置的變量有：太陽(yáng)能板的數(shù)量N_PV，風(fēng)機(jī)的數(shù)量N_WG，蓄電池的數(shù)量N_Bat以及氫氣罐的數(shù)量N_HY，且變量均為正整數(shù)，電解池、燃料電池、逆變器數(shù)量均為1。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，分布式發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行遵循給定的策略，在運(yùn)行過(guò)程中，以電量的供求關(guān)系為衡量，當(dāng)供大于求的時(shí)候，優(yōu)先啟用蓄電池進(jìn)行能量存儲(chǔ)，當(dāng)蓄電池充滿后，再考慮電解池，將電能轉(zhuǎn)換為氫能存儲(chǔ)；當(dāng)供不應(yīng)求的時(shí)候，優(yōu)先啟動(dòng)蓄電池進(jìn)行能量釋放，當(dāng)蓄電池能量不足時(shí)，再考慮啟動(dòng)燃料電池，將氫氣罐中的氫能轉(zhuǎn)換為電能。

5.如權(quán)利要求1或4所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，假設(shè)逆變器的效率為η_Inv，若P_gen(t)＝P_Load(t)/η_Inv，則儲(chǔ)能單元不工作；若P_gen(t)>P_Load(t)/η_Inv，則先給蓄電池充電直至滿額，接著啟動(dòng)電解池將電能轉(zhuǎn)換為氫氣，存儲(chǔ)在氫氣罐中；若P_gen(t)<P_Load(t)/η_Inv，則優(yōu)先使用蓄電池為負(fù)載供電，如果供電依舊不足，那么接著啟動(dòng)燃料電池為負(fù)載供電。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，步驟S3和S4中系統(tǒng)配置的目標(biāo)函數(shù)為：

C_total＝C_DEC+C_EWC-C_HPC

其中氫氣產(chǎn)生的利潤(rùn)C(jī)_HPC，可以減小系統(tǒng)總成本。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間T_sys年內(nèi)，步驟S5中每年的設(shè)備成本的具體組成表達(dá)式為：

C_DEC＝(C_INV+C_O&M+C_REP)/T_sys

其中，投資成本C_INV來(lái)源于搭建系統(tǒng)時(shí)電力設(shè)備的購(gòu)置，系統(tǒng)后期的運(yùn)行維護(hù)也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的成本C_O&M，當(dāng)系統(tǒng)中的電力設(shè)備老壞時(shí)，需要重新更換，產(chǎn)生了設(shè)備替換成本C_REP。

8.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，當(dāng)系統(tǒng)的發(fā)電單元產(chǎn)生的電量大于用電量，并且儲(chǔ)能單元不能夠完全吸納多余電量，則會(huì)造成電能浪費(fèi)，即產(chǎn)生步驟S4中的電能浪費(fèi)成本C_EWC，具體表達(dá)為：

$C_{EWC}=\&Sigma;\frac{C_{DEC}}{E_{out\_annual}}\&times;\left(P_{gen}\right(t)-P_{Load}(t)-P_{stor}(t\left)\right)$

式中，E_{out_annual}是發(fā)電單元年平均發(fā)電量，P_gen(t)，P_Load(t)和P_stor(t)分別表達(dá)每小時(shí)產(chǎn)生的能量，消耗的能量以及需要存儲(chǔ)的能量。

9.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，每個(gè)季度適時(shí)檢查氫氣罐中存儲(chǔ)的狀態(tài)，包括檢查氫氣罐中存儲(chǔ)的氫能，使氫氣罐恢復(fù)為初始狀態(tài)，從而獲取相應(yīng)的利潤(rùn)，即步驟S4中的氫氣所獲收益C_HPC，表示如下：

$C_{HPC}=\&Sigma;\frac{C_{DEC}}{E_{out\_annual}}\&times;\frac{E_{HY}\left(i\right)}{{\mathrm{\&eta;}}_{el}}$

E_HY(i)是每個(gè)季度末，氫氣罐中存儲(chǔ)的氫氣所對(duì)應(yīng)的能量，η_el是電解池的效率。

10.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，即步驟S6中的供電可靠性用缺電率LPSP來(lái)表示，缺電率越低代表系統(tǒng)的供電可靠性越高，反之，缺電率LPSP越大代表系統(tǒng)的供電可靠性越低，缺電率LPSP用系統(tǒng)不足夠供電的時(shí)間與總時(shí)間的比值來(lái)表示，其數(shù)學(xué)模型為：

$LPSP=\frac{\&Sigma;Time\left(if{P}_{avai}\right(t)\&lt;P_{Load}\left(t\right))}{T}$

T表示一年內(nèi)總的小時(shí)數(shù)，P_avai(t)是每個(gè)小時(shí)可用的電量

P_avai(t)＝P_PV(t)+P_WG(t)+P_Bat(t)+P_HY(t)

P_PV(t)、P_WG(t)、P_Bat(t)和P_HY(t)分別是t時(shí)刻太陽(yáng)能板、風(fēng)機(jī)、蓄電池和氫氣單元的輸出電量。

11.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，步驟S7中的蟻群算法采用了實(shí)數(shù)編碼方式，根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模，從變量N_PV，N_WG，N_Bat和N_HY中確定需要的最大位數(shù)n，確定總的編碼長(zhǎng)度4*n。

12.如權(quán)利要求1所述的一種基于新型優(yōu)化模型的孤立分布式電網(wǎng)配置方法，其特征在于，步驟S7中為了提高啟發(fā)式算法的搜索效率，采用了一種基于排序的蟻群算法優(yōu)化求解該配置問(wèn)題，在算法的每次迭代過(guò)程中，計(jì)算每只螞蟻選擇的路徑形成的候選解所對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)成本，并根據(jù)成本大小對(duì)候選解(螞蟻)進(jìn)行升序排列，然后選擇排序靠前的m只螞蟻進(jìn)行路徑上信息素的更新，更新的方式如下：

${\mathrm{\&tau;}}_{ij}(t+1)={\mathrm{\&tau;}}_{ij}\left(t\right)+\underset{r=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}\frac{Q}{L^r\left(t\right)}+\frac{Q}{L^{*}\left(t\right)}$

Q是一個(gè)常數(shù)，τ_ij(t)是t時(shí)刻路徑i,j之間的信息素，m代表所選擇的螞蟻數(shù)量，L^r(t)表示第r只螞蟻在本次迭代中的總成本，L^*(t)是本次迭代中最優(yōu)成本，

當(dāng)算法迭代結(jié)束后，根據(jù)迭代過(guò)程中產(chǎn)生的符合條件的解，選出所需要的配置。