本發(fā)明屬于分布式發(fā)電接入配電系統(tǒng)領(lǐng)域，涉及一種考慮電能質(zhì)量提升的主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

能源短缺、環(huán)境污染等問(wèn)題驅(qū)使清潔能源發(fā)電技術(shù)迅猛發(fā)展，未來(lái)配電網(wǎng)發(fā)展勢(shì)必需要充分利用清潔可再生能源發(fā)電，滿足對(duì)大量清潔可再生能源發(fā)電的兼容并包，實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電的高度滲透和全額消納。但是隨著分布式可再生能源發(fā)電的滲透率在電力系統(tǒng)各層級(jí)上的不斷提高，配電網(wǎng)的運(yùn)行方式與原來(lái)未接入分布式電源的配電網(wǎng)相比變得更加復(fù)雜，分布式可再生能源發(fā)電的高度滲透對(duì)配電網(wǎng)的監(jiān)管方式和經(jīng)濟(jì)性也產(chǎn)生了很大的影響,傳統(tǒng)配電網(wǎng)存在消納清潔可再生能源能力不足、自動(dòng)調(diào)節(jié)能力低、調(diào)度方式落后等缺點(diǎn)，為此，主動(dòng)配電系統(tǒng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。

主動(dòng)配電系統(tǒng)的顯著特征表現(xiàn)在接入配電網(wǎng)中的分布式發(fā)電單元、儲(chǔ)能單元等都是可控的，主動(dòng)配電系統(tǒng)中的分布式電源將參與配電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度，而并非傳統(tǒng)配電系統(tǒng)中的簡(jiǎn)單連接。這使得主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法是主動(dòng)管理分布式電源、實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的核心技術(shù)。然而，由于間歇性可再生能源發(fā)電輸出功率的波動(dòng)性，儲(chǔ)能裝置自身能量限制引起的調(diào)度周期內(nèi)充放電狀態(tài)的相關(guān)性，使得主動(dòng)配電系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度方法非常復(fù)雜，因此，針對(duì)主動(dòng)配電系統(tǒng)的特征，研究其優(yōu)化調(diào)度方法具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了很多關(guān)于含分布式電源配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的方法，例如1)基于智能算法的主動(dòng)配電系統(tǒng)調(diào)度周期內(nèi)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)度方法；2)考慮分布式電源約束的微電網(wǎng)多目標(biāo)電能優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題。但是，第1)類(lèi)方法是在單目標(biāo)優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，沒(méi)有考慮到主動(dòng)配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行方面；第2)類(lèi)方法是針對(duì)微電網(wǎng)的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，由于主動(dòng)配電系統(tǒng)與微電網(wǎng)有一定的區(qū)別，對(duì)于微電網(wǎng)的多目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法不能直接用于主動(dòng)配電系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種考慮電能質(zhì)量提升的主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，克服現(xiàn)有單目標(biāo)優(yōu)化方法未考慮分布式電源電壓調(diào)節(jié)能力的缺點(diǎn)，且原理簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種考慮電能質(zhì)量提升的主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1，獲取主動(dòng)配電系統(tǒng)中的可調(diào)度資源的控制變量；

步驟2，建立主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型；

步驟3，初始化配電網(wǎng)參數(shù)，初始化算法迭代次數(shù)、初始和聲向量數(shù)目等算法參數(shù)，生成初始和聲庫(kù)；

步驟4，通過(guò)記憶庫(kù)搜索、局部擾動(dòng)和隨機(jī)選擇3種方式產(chǎn)生新的滿足約束條件的解向量，即新和聲；

步驟5，剔除和聲庫(kù)中的最差解(即目標(biāo)函數(shù)值最大的和聲向量)，同時(shí)將新和聲向量放入和聲記憶庫(kù)中，

步驟6，重復(fù)步驟4中生成新和聲向量和步驟5，通過(guò)多次迭代產(chǎn)生新和聲從而更新和聲記憶庫(kù)，當(dāng)更新達(dá)到最大迭代次數(shù)時(shí)，輸出最優(yōu)解，即目標(biāo)函數(shù)值最小的和聲，即最優(yōu)調(diào)度方案。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于，

所述的步驟1中，所述的可調(diào)度資源調(diào)度運(yùn)行的控制向量表示為[qdg1,…,qdgh,pdg1,…,pdgn,pe1,…,pem]^t；

其中，前h個(gè)分量(qdg1,…,qdgh)表示間歇性分布式電源的無(wú)功輸出功率，中間n個(gè)分量(pdg1,…,pdgn)表示燃?xì)廨啓C(jī)的有功輸出功率，最后m個(gè)分量(pe1,…,pem)表示儲(chǔ)能裝置的充放電功率；

所述的步驟2具體為，

步驟2.1，建立的電壓質(zhì)量提升目標(biāo)函數(shù)如式(7)所示，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)如式(8)所示，

在電壓質(zhì)量提升目標(biāo)函數(shù)(7)中，δu為電壓偏差量，k表示調(diào)度周期內(nèi)

包含的調(diào)度階段數(shù)；n表示節(jié)點(diǎn)總數(shù)；δui為第i節(jié)點(diǎn)的電壓偏差量；δu

為節(jié)點(diǎn)電壓最大允許偏差量，函數(shù)φ的計(jì)算公式為：

在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)(8)中，c為運(yùn)行費(fèi)用，δt表示單位調(diào)度階段的時(shí)長(zhǎng)；l表示主動(dòng)配電系統(tǒng)包含的饋線數(shù)；k表示調(diào)度周期內(nèi)包含的調(diào)度階段數(shù)；n表示主動(dòng)配電系統(tǒng)中接入的燃?xì)廨啓C(jī)總數(shù)；cl(t)和pl(t)分別表示饋線l在t時(shí)刻接受大電網(wǎng)電能的電價(jià)成本及大電網(wǎng)向饋線l輸送的功率；cj(t)和pdg-j(t)分別表示第j個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)在t時(shí)刻的發(fā)電成本和有功輸出；

步驟2.2，采用模糊集理論法，借助線性分段形式的模糊隸屬度函數(shù)式，將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為總體滿意度指標(biāo)的單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。模糊隸屬度函數(shù)式及最終的單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)式分別如下所示：

maxλ＝min(μ1,μ2)(11)

在模糊隸屬度函數(shù)式(10)中，μi為子目標(biāo)的隸屬度，其中，μ1表示電壓質(zhì)量提升目標(biāo)的隸屬度，μ2表示經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)的隸屬度；為子目標(biāo)函數(shù)的上限值，即電壓偏差量和運(yùn)行費(fèi)用的上限值；fi為子目標(biāo)理論最優(yōu)目標(biāo)值，即電壓偏差量和運(yùn)行費(fèi)用的理論最優(yōu)值。單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)式(11)中，λ表示總體滿意度，即電壓質(zhì)量提升目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)的隸屬度的最小值；

主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型還包括以下約束條件：

umin≤ui≤umax(14)

式(12)表示主動(dòng)配電系統(tǒng)潮流約束；式(13)表示主動(dòng)配電系統(tǒng)功率平衡約束；式(14)表示主動(dòng)配電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓不越限。式(12)中，pa、qa為各節(jié)點(diǎn)有功、無(wú)功功率，va、vb分別為節(jié)點(diǎn)a、b的電壓幅值，gab、bab為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素的實(shí)部和虛部，即節(jié)點(diǎn)ab之間的電導(dǎo)和電納，θab為線路ab兩端的相角差；式(13)中，pdg_i表示第i個(gè)分布式電源的有功出力，plink表示主動(dòng)配電系統(tǒng)與主網(wǎng)的電能交互功率；pl表示主動(dòng)配電系統(tǒng)負(fù)荷；ploss表示主動(dòng)配電系統(tǒng)網(wǎng)損；式(14)中，umax、umin分別表示節(jié)點(diǎn)電壓的最大、最小值，ui表示節(jié)點(diǎn)i的電壓。

所述的步驟3具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟3.1，和聲記憶庫(kù)hm的初始化規(guī)則為：

式中，為控制變量，對(duì)應(yīng)于步驟1中的間歇性分布式電源的無(wú)功輸出功率、燃?xì)廨啓C(jī)有功輸出功率以及儲(chǔ)能裝置的充放電功率；xi.max，xi.min分別是第i維變量取值的最大、最小值；random(0,1)為0～1之間的隨機(jī)數(shù)，j∈[1,hms]，hms表示和聲記憶庫(kù)hm中初始和聲向量的數(shù)目。

步驟3.2，形成的和聲記憶庫(kù)hm記為：

式中，為第i個(gè)分布式電源的第j個(gè)調(diào)度策略。和聲記憶庫(kù)hm每一行前h個(gè)分量表示間歇性分布式電源的無(wú)功輸出功率qdg1,…,qdgh，第h+1～h+n個(gè)分量表示燃?xì)廨啓C(jī)的有功輸出功率pdg1,…,pdgn，第h+n+1～h+n+m個(gè)分量表示儲(chǔ)能裝置的充放電功率pe1,…,pem；

步驟3.3，接入主動(dòng)配電系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)和光伏單元在調(diào)度周期的控制策略為：式中，qi表示第i個(gè)調(diào)度階段的無(wú)功出力，

將燃?xì)廨啓C(jī)有功輸出作為控制變量接入主動(dòng)配電系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)在調(diào)度周期的控制策略為：

以儲(chǔ)能裝置的剩余能量表示的調(diào)度周期控制策略為，

所述的步驟4具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟4.1，利用潮流計(jì)算結(jié)合步驟2所示的目標(biāo)函數(shù)式(7)(8)(10)(11)計(jì)算步驟3中生成的各和聲向量的目標(biāo)函數(shù)值λj，通過(guò)記憶庫(kù)搜索、局部擾動(dòng)和隨機(jī)選擇3種方式產(chǎn)生新的滿足約束條件的解向量(即新和聲)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值。新和聲的產(chǎn)生規(guī)則為：

式中，xi為hm外變量的可行域，p表示隨機(jī)概率，hmcr是和聲記憶

庫(kù)搜索概率，表示生成新和聲時(shí)在記憶庫(kù)中選取元素的概率。每個(gè)新生

成的變量都會(huì)通過(guò)參數(shù)par進(jìn)行判斷是否需要局部擾動(dòng)，若需要，則通

過(guò)bw(頻帶寬度bw表示對(duì)新和聲中元素進(jìn)行微調(diào)時(shí)的調(diào)整幅度，通常

取0.01～0.1之前)進(jìn)行調(diào)整：

式中，par為音調(diào)微調(diào)概率，表示對(duì)新元素進(jìn)行微調(diào)概率，通常取0.1或0.2，bw為頻帶寬度，表示對(duì)新和聲中元素進(jìn)行微調(diào)時(shí)的調(diào)整幅度，通常取0.01～0.1之間。

所述的步驟5具體為：

利用潮流計(jì)算結(jié)合步驟2所示的目標(biāo)函數(shù)式(7)(8)(10)(11)計(jì)算步驟4產(chǎn)生的新和聲的目標(biāo)函數(shù)值λ，將新和聲的目標(biāo)函數(shù)值與記憶庫(kù)中的各和聲目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，剔除和聲庫(kù)中的最差解(即目標(biāo)函數(shù)值最大的和聲向量)，同時(shí)將新和聲向量放入和聲記憶庫(kù)中，若和聲庫(kù)中所有的和聲都優(yōu)于新和聲，即和聲記憶庫(kù)中和聲所有和聲向量的目標(biāo)函數(shù)值都小于新和聲的目標(biāo)函數(shù)值，則將新和聲舍棄。

本發(fā)明的有益效果是，1)利用光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的無(wú)功輸出能力、儲(chǔ)能裝置對(duì)系統(tǒng)電壓進(jìn)行調(diào)整，提高了配電系統(tǒng)對(duì)清潔能源發(fā)電的消納能力，節(jié)省了無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投入；2)與現(xiàn)有普遍以經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)的主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度相比，加入了電壓質(zhì)量提升指標(biāo)，建立了既考慮經(jīng)濟(jì)性更考慮電能質(zhì)量提升的優(yōu)化調(diào)度模型。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明方法的流程圖；

圖2是本發(fā)明方法用于實(shí)例的配電系統(tǒng)示意圖；

圖3是本發(fā)明方法用于實(shí)例的負(fù)荷及分布式電源出力曲線；

圖4(a)是本發(fā)明方法用于實(shí)例的優(yōu)化調(diào)度方法計(jì)算結(jié)果；

圖4(b)是本發(fā)明方法用于實(shí)例的優(yōu)化調(diào)度方法計(jì)算結(jié)果；

圖4(c)是本發(fā)明方法用于實(shí)例的優(yōu)化調(diào)度方法計(jì)算結(jié)果；

圖4(d)是本發(fā)明方法用于實(shí)例的優(yōu)化調(diào)度方法計(jì)算結(jié)果；

圖5(a)是本發(fā)明方法用于實(shí)例的優(yōu)化調(diào)度前后的典型節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)比圖；

圖5(b)是本發(fā)明方法用于實(shí)例的優(yōu)化調(diào)度前后的典型節(jié)點(diǎn)電壓對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

一種考慮電壓偏差的主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方法，如圖1所示，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1，獲取主動(dòng)配電系統(tǒng)中的可調(diào)度資源的控制變量，

所述的可調(diào)度資源包括以下幾類(lèi)，(1)具有無(wú)功輸出能力的間歇性分布式電源，如風(fēng)力發(fā)電電源、光伏發(fā)電電源等)；(2)有功可調(diào)的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電電源；(3)儲(chǔ)能裝置。所述的可調(diào)度資源調(diào)度運(yùn)行的控制向量表示為[qdg1,…,qdgh,pdg1,…,pdgn,pe1,…,pem]^t；

其中，前h個(gè)分量(qdg1,…,qdgh)表示間歇性分布式電源的無(wú)功輸出功率，中間n個(gè)分量(pdg1,…,pdgn)表示燃?xì)廨啓C(jī)的有功輸出功率，最后m個(gè)分量(pe1,…,pem)表示儲(chǔ)能裝置的充放電功率；

主動(dòng)配電系統(tǒng)中分布式電源、燃?xì)廨啓C(jī)和儲(chǔ)能裝置滿足如下約束：

ej(0)＝ej(kδt)(4)

上式(1)和式(2)分別表示分布式電源的有功輸出功率和無(wú)功輸出功率不超過(guò)上下限；式(3)表示儲(chǔ)能裝置的容量在合理范圍之內(nèi)；式(4)表示調(diào)度周期內(nèi)儲(chǔ)能單元的充放電能量守恒；式(5)和式(6)分別表示儲(chǔ)能裝置的充放電功率不越限。式中，和分別表示第i個(gè)分布式電源有功輸出功率的上下限，pdgi(t)表示第i個(gè)分布式電源在t時(shí)刻的有功輸出功率；和分別表示第i個(gè)間歇性分布式電源無(wú)功輸出功率的上下限，qdgi(t)表示第i個(gè)分布式電源在t時(shí)刻的無(wú)功輸出功率；和分別表示第j個(gè)儲(chǔ)能裝置容量的上下限，ej(0)表示第j個(gè)儲(chǔ)能裝置的初始能量，ej(kδt)表示第j個(gè)儲(chǔ)能裝置經(jīng)過(guò)k個(gè)調(diào)度階段的充放電后的能量，單位調(diào)度時(shí)間為δt；和分別表示第j個(gè)儲(chǔ)能裝置的最大充電功率和t時(shí)段的充電功率；和分別表示第j個(gè)儲(chǔ)能裝置的最大放電功率和t時(shí)段的放電功率。

此步驟說(shuō)明本發(fā)明優(yōu)化調(diào)度的控制變量，該控制變量對(duì)應(yīng)于步驟3中和聲記憶庫(kù)中的參數(shù)。

步驟2，考慮安全性和經(jīng)濟(jì)性兩方面因素，建立主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的數(shù)學(xué)模型。

步驟2.1，建立的電壓質(zhì)量提升目標(biāo)函數(shù)如式(7)所示，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)如式(8)所示。

在電壓質(zhì)量提升目標(biāo)函數(shù)(7)中，δu為電壓偏差量，k表示調(diào)度周期內(nèi)包含的調(diào)度階段數(shù)；n表示節(jié)點(diǎn)總數(shù)；δui為第i節(jié)點(diǎn)的電壓偏差量；δu為節(jié)點(diǎn)電壓最大允許偏差量，

函數(shù)φ的計(jì)算公式為：

在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)(8)中，c為運(yùn)行費(fèi)用，δt表示單位調(diào)度階段的時(shí)長(zhǎng)；l表示主動(dòng)配電系統(tǒng)包含的饋線數(shù)；k表示調(diào)度周期內(nèi)包含的調(diào)度階段數(shù)；n表示主動(dòng)配電系統(tǒng)中接入的燃?xì)廨啓C(jī)總數(shù)；cl(t)和pl(t)分別表示饋線l在t時(shí)刻接受大電網(wǎng)電能的電價(jià)成本及大電網(wǎng)向饋線l輸送的功率；cj(t)和pdg-j(t)分別表示第j個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)在t時(shí)刻的發(fā)電成本和有功輸出。

步驟2.2，本發(fā)明的優(yōu)化目標(biāo)為雙目標(biāo)，因此需對(duì)雙目標(biāo)進(jìn)行處理轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)。采用模糊集理論法，借助線性分段形式的模糊隸屬度函數(shù)式，將多目標(biāo)轉(zhuǎn)化為總體滿意度指標(biāo)的單目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。模糊隸屬度函數(shù)式及最終的單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)式分別如下所示：

maxλ＝min(μ1,μ2)(11)

在模糊隸屬度函數(shù)式(10)中，μi為子目標(biāo)的隸屬度，其中，μ1表示電壓質(zhì)量提升目標(biāo)的隸屬度，μ2表示經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)的隸屬度；為子目標(biāo)函數(shù)的上限值，即電壓偏差量和運(yùn)行費(fèi)用的上限值；fi為子目標(biāo)理論最優(yōu)目標(biāo)值，即電壓偏差量和運(yùn)行費(fèi)用的理論最優(yōu)值。單目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)式(11)中，λ表示總體滿意度，即電壓質(zhì)量提升目標(biāo)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行目標(biāo)的隸屬度的最小值。

主動(dòng)配電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型還包括以下約束條件：

umin≤ui≤umax(14)

式(12)表示主動(dòng)配電系統(tǒng)潮流約束；式(13)表示主動(dòng)配電系統(tǒng)功率平衡約束；式(14)表示主動(dòng)配電系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)電壓不越限。式(12)中，pa、qa為各節(jié)點(diǎn)有功、無(wú)功功率，va、vb分別為節(jié)點(diǎn)a、b的電壓幅值，gab、bab為節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素的實(shí)部和虛部，即節(jié)點(diǎn)ab之間的電導(dǎo)和電納，θab為線路ab兩端的相角差；式(13)中，pdg_i表示第i個(gè)分布式電源的有功出力，plink表示主動(dòng)配電系統(tǒng)與主網(wǎng)的電能交互功率；pl表示主動(dòng)配電系統(tǒng)負(fù)荷；ploss表示主動(dòng)配電系統(tǒng)網(wǎng)損；式(14)中，umax、umin分別表示節(jié)點(diǎn)電壓的最大、最小值，ui表示節(jié)點(diǎn)i的電壓。

此步驟主要是建立了本發(fā)明方法的數(shù)學(xué)模型，包括目標(biāo)函數(shù)、約束條件以及對(duì)雙目標(biāo)函數(shù)的處理。

步驟3至步驟6為利用和聲搜索算法求解主動(dòng)配電系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度數(shù)學(xué)模型的過(guò)程，以下具體介紹：

步驟3，初始化配電網(wǎng)參數(shù)；初始化算法迭代次數(shù)、初始和聲向量數(shù)目等算法參數(shù)，生成初始和聲庫(kù)。和聲記憶庫(kù)hm的初始化規(guī)則為：

式中，為控制變量，對(duì)應(yīng)于步驟1中的間歇性分布式電源的無(wú)功輸出功率、燃?xì)廨啓C(jī)有功輸出功率以及儲(chǔ)能裝置的充放電功率；xi.max，xi.min分別是第i維變量取值的最大、最小值；random(0,1)為0～1之間的隨機(jī)數(shù)，j∈[1,hms]，hms表示和聲記憶庫(kù)hm中初始和聲向量的數(shù)目。形成的和聲記憶庫(kù)hm記為：

式中，為第i個(gè)分布式電源的第j個(gè)調(diào)度策略。和聲記憶庫(kù)hm每一行前h個(gè)分量表示間歇性分布式電源的無(wú)功輸出功率qdg1,…,qdgh，第h+1～h+n個(gè)分量表示燃?xì)廨啓C(jī)的有功輸出功率pdg1,…,pdgn，第h+n+1～h+n+m個(gè)分量表示儲(chǔ)能裝置的充放電功率pe1,…,pem。

為了使主動(dòng)配電系統(tǒng)高效消納清潔可再生能源發(fā)電同時(shí)充分利用其自身良好的無(wú)功調(diào)節(jié)能力調(diào)整電壓，不限制風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的有功輸出，并將其無(wú)功輸出作為控制變量，

接入主動(dòng)配電系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)和光伏單元在調(diào)度周期的控制策略為：式中，qi表示第i個(gè)調(diào)度階段的無(wú)功出力。燃?xì)廨啓C(jī)具有良好的有功調(diào)節(jié)能力，利用燃?xì)廨啓C(jī)有功調(diào)節(jié)可以減小間歇性清潔能源出力波動(dòng)帶來(lái)的電壓波動(dòng)問(wèn)題，同時(shí)支撐負(fù)荷正常用電，將燃?xì)廨啓C(jī)有功輸出作為控制變量，接入主動(dòng)配電系統(tǒng)的燃?xì)廨啓C(jī)在調(diào)度周期的控制策略為：優(yōu)化調(diào)度儲(chǔ)能裝置可實(shí)現(xiàn)峰時(shí)充電，谷時(shí)放電帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益，調(diào)節(jié)儲(chǔ)能裝置的充放電功率還可以減小間歇性清潔能源出力波動(dòng)和負(fù)荷變化引起的電壓波動(dòng)。調(diào)度過(guò)程中需滿足儲(chǔ)能裝置的能量守恒、容量約束及最大充放電功率三個(gè)約束條件，且儲(chǔ)能裝置的工作狀態(tài)在不同時(shí)間斷面上具有很強(qiáng)的耦合相關(guān)性，因此，對(duì)儲(chǔ)能裝置需在調(diào)度周期內(nèi)進(jìn)行綜合考慮。以儲(chǔ)能裝置的剩余能量表示的調(diào)度周期控制策略為：

此步驟為算法獲取數(shù)據(jù)階段，將和聲搜索算法初始和聲庫(kù)對(duì)應(yīng)于生成接入主動(dòng)配電系統(tǒng)中的可調(diào)度資源的出力數(shù)據(jù)，包括間歇性分布式電源的無(wú)功出力、非間歇性分布式電源的有功出力和儲(chǔ)能裝置的充放電功率。

步驟4，利用潮流計(jì)算結(jié)合步驟2所示的目標(biāo)函數(shù)式(7)(8)(10)(11)計(jì)算步驟3中生成的各和聲向量的目標(biāo)函數(shù)值λj。通過(guò)記憶庫(kù)搜索、局部擾動(dòng)和隨機(jī)選擇3種方式產(chǎn)生新的滿足約束條件的解向量(即新和聲)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)的目標(biāo)函數(shù)值。新和聲的產(chǎn)生規(guī)則為：

式中，xi為hm外變量的可行域，p表示隨機(jī)概率，hmcr是和聲記憶庫(kù)搜索概率，表示生成新和聲時(shí)在記憶庫(kù)中選取元素的概率。每個(gè)新生成的變量都會(huì)通過(guò)參數(shù)par進(jìn)行判斷是否需要局部擾動(dòng)，若需要，則通過(guò)bw(頻帶寬度bw表示對(duì)新和聲中元素進(jìn)行微調(diào)時(shí)的調(diào)整幅度，通常取0.01～0.1之前)進(jìn)行調(diào)整：

式中，par為音調(diào)微調(diào)概率，表示對(duì)新元素進(jìn)行微調(diào)概率，通常取0.1或0.2，bw為頻帶寬度，表示對(duì)新和聲中元素進(jìn)行微調(diào)時(shí)的調(diào)整幅度，通常取0.01～0.1之間。

此步驟主要是利用步驟2所建立的目標(biāo)函數(shù)，計(jì)算步驟3生成的和聲庫(kù)中和聲向量的目標(biāo)函數(shù)值，然后通過(guò)式(17)和式(18)生成新和聲，用于之后的對(duì)比迭代。

步驟5，利用潮流計(jì)算結(jié)合步驟2所示的目標(biāo)函數(shù)式(7)(8)(10)(11)計(jì)算步驟4產(chǎn)生的新和聲的目標(biāo)函數(shù)值λ，將新和聲的目標(biāo)函數(shù)值與記憶庫(kù)中的各和聲目標(biāo)函數(shù)值進(jìn)行比較，剔除和聲庫(kù)中的最差解(即目標(biāo)函數(shù)值最大的和聲向量)，同時(shí)將新和聲向量放入和聲記憶庫(kù)中，若和聲庫(kù)中所有的和聲都優(yōu)于新和聲，即和聲記憶庫(kù)中和聲所有和聲向量的目標(biāo)函數(shù)值都小于新和聲的目標(biāo)函數(shù)值，則將新和聲舍棄。

步驟6，重復(fù)步驟4中生成新和聲向量和步驟5，通過(guò)多次迭代產(chǎn)生新和聲從而更新和聲記憶庫(kù)，當(dāng)更新達(dá)到最大迭代次數(shù)時(shí)，輸出最優(yōu)解(目標(biāo)函數(shù)值最小的和聲)，即最優(yōu)調(diào)度方案。

實(shí)施例

步驟1)選用ieee33節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)為例進(jìn)行測(cè)試，如圖2所示，接入配電系統(tǒng)中的分布式發(fā)電單元及儲(chǔ)能裝置共10個(gè)，其類(lèi)型及對(duì)應(yīng)參數(shù)如表1所示。負(fù)荷波動(dòng)曲線及間歇性分布式發(fā)電單元出力變化曲線如圖3所示。本例以24小時(shí)為調(diào)度周期，調(diào)度單位時(shí)長(zhǎng)為15分鐘。向大電網(wǎng)購(gòu)電電價(jià)為490元/(mw·h)，燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電成本283元/(mw·h)。

表1分布式發(fā)電單元及儲(chǔ)能裝置配置

步驟2)設(shè)置和聲搜索算法的參數(shù)和初始和聲庫(kù)。為了使優(yōu)化模型獲得較好的穩(wěn)定性及較快的收斂速度，將和聲搜索算法的參數(shù)設(shè)置為：和聲數(shù)hms＝20，迭代次數(shù)n＝1000，和聲記憶庫(kù)搜索概率hmcr＝0.85，音調(diào)微調(diào)概率par＝0.6，頻帶寬度bw＝0.01。初始和聲庫(kù)hm按照算法參數(shù)和具體實(shí)施方式中的步驟3所述的原則進(jìn)行設(shè)置。

步驟3)為了不失一般性，取節(jié)點(diǎn)電壓最大允許偏差量δu＝0.05。通過(guò)潮流計(jì)算結(jié)合步驟2目標(biāo)函數(shù)求得和聲庫(kù)hm中各和聲向量的滿意度指標(biāo)，根據(jù)具體實(shí)施方式中的步驟4所述的方法產(chǎn)生新和聲，再通過(guò)步驟5所述的規(guī)則，比較新和聲和記憶庫(kù)中的各和聲滿意度指標(biāo)，剔除和聲庫(kù)中較差的解，調(diào)整和聲記憶庫(kù)。

步驟4)按照步驟3)所述進(jìn)行迭代計(jì)算從而更新和聲記憶庫(kù)，當(dāng)達(dá)到最大迭代次數(shù)時(shí)輸出最優(yōu)解，計(jì)算求得的風(fēng)機(jī)無(wú)功出力、光伏發(fā)電無(wú)功出力、燃?xì)廨啓C(jī)有功出力、儲(chǔ)能單元充放電的調(diào)度方案分別如圖4(a)～(d)所示。

對(duì)優(yōu)化調(diào)度方法的電壓質(zhì)量提升效果進(jìn)行分析，未經(jīng)優(yōu)化的系統(tǒng)典型節(jié)點(diǎn)電壓如圖5(a)所示，結(jié)合圖3可知，在3時(shí)至6時(shí)之間，由于光伏和風(fēng)力發(fā)電的接入，18節(jié)點(diǎn)電壓已高于配電網(wǎng)規(guī)定的電壓上限1.1pu，分布式電源的接入運(yùn)行條件也不能滿足，影響電力用戶的電壓質(zhì)量和可再生能源發(fā)電的并網(wǎng)消納。20時(shí)左右，分布式電源的有功功率輸出不足，系統(tǒng)負(fù)荷偏重，部分節(jié)點(diǎn)電壓低于0.9pu，電壓質(zhì)量不合格。對(duì)分布式電源采取優(yōu)化調(diào)度后的典型節(jié)點(diǎn)電壓如圖5(b)所示，結(jié)合圖3可以看出，在0～6時(shí)，由于系統(tǒng)總負(fù)荷較小但風(fēng)電場(chǎng)出力較大，風(fēng)力機(jī)工作于吸無(wú)功狀態(tài)、儲(chǔ)能裝置工作于充電狀態(tài)以降低節(jié)點(diǎn)電壓；在18時(shí)附近，系統(tǒng)總負(fù)荷較重，但風(fēng)力和光伏發(fā)電出力較小，此時(shí)，風(fēng)力和光伏發(fā)電工作于發(fā)出無(wú)功狀態(tài)、儲(chǔ)能裝置工作于放電狀態(tài)以提高節(jié)點(diǎn)電壓?？傮w而言，經(jīng)過(guò)優(yōu)化調(diào)度后，各節(jié)點(diǎn)電壓在調(diào)度周期內(nèi)都能保持在0.94-1.05之間，電壓質(zhì)量有明顯改善，分布式電源的接入運(yùn)行條件也能夠滿足。

對(duì)優(yōu)化調(diào)度方法的運(yùn)行成本降低效果進(jìn)行分析，經(jīng)過(guò)優(yōu)化調(diào)度后全天運(yùn)行成本為9597.07元，較之未采用優(yōu)化調(diào)度時(shí)的運(yùn)行成本12060.67元，提高了20.4％，表明了優(yōu)化調(diào)度方法對(duì)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的優(yōu)化是有效的。