考慮主動管理的雙層配電網(wǎng)規(guī)劃方案對間歇性DWG電力具有更強的輸送能力，能 夠有效促進間歇性DWG高效利用及綠色電能的順利消納。
[0157] 在滿足同等的精度要求下，分別對雙目標(biāo)和單目標(biāo)優(yōu)化算法進行收斂性分析，如 圖7所示。由圖7可知，在初始值相同的情況下，雙目標(biāo)優(yōu)化算法比單目標(biāo)優(yōu)化算法能夠更 快的收斂，且優(yōu)化目標(biāo)值更加出色。
【主權(quán)項】
1. 一種基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方法，其特征在于：步驟如 下： 步驟一：建立雙層規(guī)劃模型； 步驟二：進行潮流計算，并將潮流計算進行線性化； 步驟三：構(gòu)建含有正弦載波的Levy飛行函數(shù)的杜鵑搜索算法； 步驟四：將步驟一建立的雙層規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為單層單目標(biāo)規(guī)劃模型； 步驟五：根據(jù)步驟四中的單層單目標(biāo)規(guī)劃模型構(gòu)造一個雙目標(biāo)優(yōu)化問題； 步驟六：利用步驟三中的含有正弦載波的Levy飛行函數(shù)的杜鵑搜索算法對步驟五中 的雙目標(biāo)優(yōu)化問題進行求解。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃算法， 其特征在于：在步驟一中，所述雙層規(guī)劃模型包括上層規(guī)劃層的模型和下層規(guī)劃層的模型； 風(fēng)電場為上層規(guī)劃層，配電網(wǎng)公司為下層規(guī)劃層。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方法，其 特征在于：上層規(guī)劃層的決策變量為分布式電源的位置、容量和主動管理費用；上層規(guī)劃 層的目標(biāo)是實現(xiàn)凈收益的最大化，該凈收益考慮了風(fēng)電場售電收益以及支付配電網(wǎng)公司的 主動管理費用，還計及了年運行成本和年值化之后的風(fēng)電投資成本；因受制于占地面積、空 間風(fēng)功率密度等因素，風(fēng)電裝機容量必須小于一定值，此外，風(fēng)電機組的最小裝機臺數(shù)限定 了風(fēng)電裝機容量的下限值；所述上層規(guī)劃層的模型為：xkG{0, 1} (3); F(d,m) =d(l+d)m/[(l+d)m-l] (4)； 其中，BDwe是風(fēng)電場公司的凈收益，PDWS是單位電量風(fēng)電的上網(wǎng)電價，PAM是單位電量 的主動管理價格，At是運行模擬周期中一個時段的時長，巧D/w是單位時間段內(nèi)第k個風(fēng)電 場節(jié)點處所發(fā)的功率，xk是二值變量，取〇表示不安裝風(fēng)電，取1表示安裝風(fēng)電；T和QDwe 分別是時間間隔集合和DWG候選點集合；F(d，m)是年值化系數(shù)，d是折損率，而m是對應(yīng)設(shè) 備的服務(wù)周期是風(fēng)電場單位裝機容量的投資成本，節(jié)點處的風(fēng)電裝機容量； 是風(fēng)電單位容量的年運行成本；和<(?分別是風(fēng)電場的最小和最大裝機容量。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方法，其 特征在于：下層規(guī)劃層的決策變量為購電量；下層規(guī)劃層的目標(biāo)是實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)潮流分 布，從而獲得最大凈收益；該凈收益考慮了常規(guī)的售電收益和對風(fēng)電進行主動消納的主動 管理收益，并計及了網(wǎng)損成本以及購電成本；其中購電成本包括從主網(wǎng)購電的成本和從風(fēng) 電場購電的成本；約束條件考慮了有功平衡約束、節(jié)點電壓約束、支路載流量約束，以及電 源的最大出力限制；所述下層規(guī)劃層的模型為：其中，pSal是單位電量的售電電價，是第i個節(jié)點處第t個時間段內(nèi)負荷消耗的功 率；rw是配電網(wǎng)中總的風(fēng)電場數(shù)目；pk是單位電量網(wǎng)損的電價，是第t個時間段內(nèi) 線路ij的功率損耗，p&id是從主網(wǎng)購買單位電量的價格，是第t個時間段內(nèi)主網(wǎng)提供 的功率；nN、分別是系統(tǒng)中負荷節(jié)點集合、線路集合和主網(wǎng)接入點集合； &和z分別是線路ij的始端、終端有功功率和電阻、阻抗值；IudPf分別是第t個時 間段內(nèi)線路ij的電流及其線路載流量；uiit是第t個時間段內(nèi)節(jié)點i的電壓，1]_和U_分 別是節(jié)點電壓上下限；'是最大主網(wǎng)供電功率；是第k個風(fēng)電場實際可用的風(fēng)電功 率，，€是根據(jù)典型日風(fēng)速數(shù)據(jù)計算出的風(fēng)機出力標(biāo)幺值數(shù)據(jù)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方法， 其特征在于：在步驟三中，采用基于正弦載波的Levy飛行作為杜鵑搜索算法產(chǎn)生新解的 機制，可實現(xiàn)全局搜索和局部精確搜索；Levy飛行是一個服從Levy分布的隨機游走過程， Levy分布為： L(入）~u=tA，（l<A<3) (15); 振幅為A，角頻率為《，周期為2T/?的正弦函數(shù)為：y=Asin(?t)+b (16)； 將式（15)中Levy飛行的結(jié)果L(A)作為式（16)中正弦函數(shù)的自變量t，并將自變量t的下限定為b-A，上限定為b+A，則正弦函數(shù)的因變量y就是滿足決策變量上下限的任意取 值，無需考慮變量越界的情況。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方法，其 特征在于：在步驟四中，雙層規(guī)劃模型的雙層規(guī)劃問題如下：其中，對固定的x，f(X，y)和g(x,y)關(guān)于y都是可微和凸的； 先利用KKT條件對下層規(guī)劃問題進行優(yōu)化等價，SP然后，將下層規(guī)劃問題用式（18)代替，即把非線性的雙層規(guī)劃問題等價轉(zhuǎn)化為單層單 目標(biāo)規(guī)劃問題，具體如下：其中，Ediy，y)y)分別代表式（18)的等式約束和式（17)中的不等式約 束。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方 法，其特征在于：在步驟五中，為了有效的解決步驟四中單層單目標(biāo)規(guī)劃模型的優(yōu)化問題， 構(gòu)造一個雙目標(biāo)優(yōu)化問題；這個雙目標(biāo)優(yōu)化問題不僅可以區(qū)分兩個可行解的質(zhì)量，還可以 區(qū)分不可行解和可行解的質(zhì)量，并且迫使不可行解向可行解區(qū)域移動，逐步改善可行解；具 體構(gòu)造如下： 首先，令 ? = (xT，yT，YT)T，且K?) = |E(?)|，m= 1，2, ...，Neq (20)； °m+n(0) =N( 0),n= 1, 2, ???,Nneq 然后，構(gòu)造雙目標(biāo)優(yōu)化問題： min{F(0), 〇 (0)} (21)； 其中，①（?) =maxl^J?)，…，C>t(?)}，t=Neq+Nneq (22)；其中，在式（23)中，F(xiàn)(?)的定義保證了式（21)中的任一可行解比不可行解更好；對 于雙目標(biāo)優(yōu)化問題的兩個可行解，F(xiàn)(x，y)值小的比F(x，y)值大的好；進一步地通過優(yōu)化函 數(shù)〇(?)能夠迫使群體逐步向雙目標(biāo)優(yōu)化問題的可行域前進；通過優(yōu)化第一個目標(biāo)函數(shù) F(@)能夠提高雙目標(biāo)優(yōu)化問題的目標(biāo)函數(shù)F(x，y)的解的質(zhì)量。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方法，其 特征在于：在步驟六中，利用含有正弦載波的Levy飛行函數(shù)的杜鵑搜索算法對步驟五中的 進行求解；求解方法如下：首先，利用含有正弦載波的Levy飛行函數(shù)的杜鵑搜索算法進行 正弦載波全局搜索，找出可能極值點Pn= (ynl，yn2，…，yj;然后，對正弦載波進行擴展變換 后，對可能極值點進行正弦擴展載波局部精確搜索，尋找出最優(yōu)解；在擴展變化時，保持函 數(shù)值不變，增大正弦載波的周期為原來的a倍，也就是令正弦載波的角頻率縮小為原來的 1/a倍，即 Aksin(〇tn)+bk=Aksin(〇rtn+0)+bk (25)； 根據(jù)式（25)得出：-<〇t" (Z6); ? 當(dāng)適應(yīng)度值不再顯著變化或達到最大局部尋優(yōu)步數(shù)時，結(jié)束正弦擴展載波局部精確搜 索找出最優(yōu)解；最后，正弦擴展載波局部精確搜索結(jié)束后，將正弦載波的角頻率恢復(fù) 到正弦擴展載波局部精確搜索。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于改進杜鵑搜索算法的主動配電網(wǎng)雙層風(fēng)電規(guī)劃方法，步驟如下：步驟一：建立雙層規(guī)劃模型；步驟二：進行潮流計算，并將潮流計算進行線性化；步驟三：構(gòu)建含有正弦載波的Levy飛行函數(shù)的杜鵑搜索算法；步驟四：將雙層規(guī)劃模型轉(zhuǎn)化為單層單目標(biāo)規(guī)劃模型；步驟五：根據(jù)單層單目標(biāo)規(guī)劃模型構(gòu)造一個雙目標(biāo)優(yōu)化問題；步驟六：利用步驟三中的含有正弦載波的Levy飛行函數(shù)的杜鵑搜索算法對步驟五中的雙目標(biāo)優(yōu)化問題進行求解。本發(fā)明的正弦載波的Levy飛行，可以很好的將隨機解限制在決策變量的約束范圍內(nèi)，且可以支持局部精確尋優(yōu)。雙目標(biāo)優(yōu)化問題可以迫使不可行解向可行解區(qū)域移動，逐步改善可行解，加快解的優(yōu)化速度，提高算法的效率。
【IPC分類】G06Q10/06, G06Q50/06, G06Q10/04
【公開號】CN105117814
【申請?zhí)枴緾N201510388367
【發(fā)明人】李秋燕, 王利利, 田春箏, 李錳, 李科, 孫義豪, 全少理, 郭勇, 丁巖, 郭璞, 馬驍川, 孫釩, 溫俊強, 李英姿, 施錦月, 王英瑞, 曾博, 張建華
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院, 華北電力大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年7月3日