基于混合算法的含電動汽車換電站配電網(wǎng)孤島劃分方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于混合算法的含電動汽車換電站配電網(wǎng)孤島劃分方法，特別是 針對一種含電動汽車換電站的配電網(wǎng)短時孤島劃分方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著配電網(wǎng)建設(shè)的加強(qiáng)和微電網(wǎng)技術(shù)的日趨成熟，分布式發(fā)電（distributed generation，DG)在電網(wǎng)中的滲透率不斷提高。DG接入配電網(wǎng)雖然能夠滿足日益增長的負(fù) 荷需求、提高能源的綜合利用率，但也使得配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)變得越發(fā)的復(fù)雜。當(dāng)對含有分布式 能源的配電網(wǎng)進(jìn)行微源的容量配置問題時，由于微源出力的實變性，某一時刻確定的最優(yōu) 容量配置可能不適用于另一時刻；而且，隨著配電網(wǎng)定義的重新確立，鼓勵其運(yùn)行于孤島狀 態(tài)來保證其安全穩(wěn)定性勢在必行，因此，考慮到配電網(wǎng)的安全性，需要將配電網(wǎng)處于孤島狀 態(tài)這一因素考慮進(jìn)容量的最優(yōu)配置中，使得整個微源容量配置問題更為全面。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，提供一種結(jié)合量子進(jìn)化算法和JADE算法的 優(yōu)點的基于混合算法的含電動汽車換電站配電網(wǎng)孤島劃分方法。
[0004] 本發(fā)明方法將JADE優(yōu)化方法和量子進(jìn)化算法引入到含電動汽車換電站的配電網(wǎng) 孤島劃分中，提出一種新型的用于孤島劃分的混合算法：利用JADE進(jìn)化算法優(yōu)化包括電動 汽車換電站的充放電功率、微源的功率和等連續(xù)變量，同時利用量子進(jìn)化算法優(yōu)化配電網(wǎng) 中的開關(guān)狀態(tài)等離散變量，從而得出含電動汽車換電站的配電網(wǎng)在短時間下處于孤島狀態(tài) 的供電恢復(fù)策略。主要的優(yōu)化流程步驟敘述如下：
[0005] 1)輸入配電網(wǎng)的各項參數(shù)：輸入配電網(wǎng)絡(luò)的原始結(jié)構(gòu)，各條支路的線路參數(shù)，各 個節(jié)點的負(fù)荷有功和無功功率，各個節(jié)點負(fù)荷的可控有功功率和不可控有功功率，各個微 源的容量參數(shù)及成本參數(shù)，電動汽車的容量參數(shù)，孤島運(yùn)行時間T。
[0006] 2)設(shè)置混合優(yōu)化算法參數(shù)。設(shè)置整個混合優(yōu)化算法的迭代次數(shù)Iterniax和總的粒 子個數(shù)N，同時分別設(shè)置離散變量和連續(xù)變量的參數(shù)。
[0007] 2. 1)設(shè)置離散變量參數(shù)：設(shè)置混合算法中用于量子進(jìn)化算法的維度M1、初始旋轉(zhuǎn) 角集合和量子比特位集合Q k。
[0008] 設(shè)定粒子的旋轉(zhuǎn)角集合和量子比特位集合，如公式⑴_(6)所示。
[0009]
[0010]
[0011]
[0012]
[0013]
[0015] 其中，Qk為第k次迭代時所有粒子的旋轉(zhuǎn)角集合，#為第i個粒子在第k次迭代 時旋轉(zhuǎn)角集合；表示第i個粒子在第k次迭代時第P維度的旋轉(zhuǎn)角值，M 1= N llMXT，
[0014] 為中表示配電網(wǎng)的第P條線路在第t時的旋轉(zhuǎn)角；Qk為第k次迭代時所有粒子的 量子比特位集合，gf為第i個粒子在第k次迭代時量子比特位集合；f Jr表示第i個粒子在 第k次迭代時第p位的量子比特位值，為中表示配電網(wǎng)的第P條線路在第t時的 狀態(tài)。的計算方式為：若其相對于的旋轉(zhuǎn)角的余弦值的平方小于一個〇至1之間的隨 機(jī)數(shù)，則心:為0 ;否則，1，其計算公式表示如公式（7)所示：
[0016]
[0017] 2. 2)設(shè)置連續(xù)變量參數(shù)：在各個連續(xù)變量所對應(yīng)限值范圍內(nèi)，初始化JADE進(jìn)化算 法中的染色體值集合，如公式（8)-(20)所示
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
[0022]
[0023]
[0024]
[0025]
[0026]
[0027]
[0028]
[0029] LlN 丄 UO 丄丄 yz/z A I ^ J/U JM
[0030]
[0031] 其中，Pk為第k次迭代時所有粒子的染色體值集合，it.為第i個粒子在第k次 迭代時染色體值集合；表示第i個粒子在第k次迭代時第j維度的染色體值，M 2= N-X6XT ;爲(wèi)中包含用于表示風(fēng)機(jī)、光伏、電動汽車換電站和可控負(fù)荷比例這四個變量 的染色體，分別為<和同時，磅./j、說,·.,·、攻,,，、這,,、/、4,,和 分別表示第i個粒子在第k次迭代時其染色體值所對應(yīng)的配電網(wǎng)中節(jié)點j上的風(fēng)機(jī)有功 功率、風(fēng)機(jī)無功功率、光伏有功功率、光伏無功功率、電動汽車換電站有功功率和可控負(fù)荷 比例信息；和⑴分別表示第i個粒子在第k次迭代時其染色體值所對應(yīng)的配 電網(wǎng)中節(jié)點j在t時的風(fēng)機(jī)有功功率和無功功率；#和分別表示第i個粒子 在第k次迭代時其染色體值所對應(yīng)的配電網(wǎng)中節(jié)點j在t時的光伏有功功率和無功功率； d，)表示第i個粒子在第k次迭代時其染色體值所對應(yīng)的配電網(wǎng)中節(jié)點j在t時的電動 汽車換電站的有功功率，正值為放電功率，負(fù)值為充電功率；表示第i個粒子在第k 次迭代時其染色體值所對應(yīng)的配電網(wǎng)中節(jié)點j在t時的可控負(fù)荷的可控比例。Nncid為配電 網(wǎng)中節(jié)點的個數(shù)。
[0032] 2. 3)設(shè)置混合算法各個粒子的位置值。按公式（21)-(22)初始化各個粒子的位置 值。
[0033]
[0034]
[0035] 其中，Xk表示第k次迭代時混合算法的粒子位置值集合，束:表示第k次迭代時混 合算法粒子i的位置值集合。
[0036] 2. 4)初始化的局部最優(yōu)向量集合xp和全局最優(yōu)向量集合為Xg空集。
[0037] 2. 5)初始化JADE算法的初始優(yōu)秀集合A為空集，同時初始化交互因子F和變異因 子CR的均值μ F、μ CR均為0· 5。
[0038] 2. 6)初始化JADE算法中用于存放交互因子和變異因子的集合S#P S CR為空集。
[0039] 3)計算粒子的適應(yīng)值。
[0040] 按以下步驟分別計算每個粒子的適應(yīng)值，直至所有粒子計算完畢。
[0041] 3. 1)約束項檢查
[0042] 檢測每個粒子的位置值是否滿足以下約束，若不滿足則按相應(yīng)的步驟進(jìn)行修正， 若滿足則進(jìn)入下一個步驟，直至每個粒子檢查完畢。
[0043] 3. 3. 1)風(fēng)機(jī)的有功和無功功率限值約束：檢查各個粒子中相對于風(fēng)機(jī)的有功功 率和無功功率項是否滿足公式（23)-(24)，若滿足，則進(jìn)入下一步驟；若不滿足，則隨機(jī)在 其約束值范圍內(nèi)選擇一個數(shù)值。
[0044]
(23) CN 105119272 A m ~P 4/13 頁
[0045] (24)
[0046] 別為節(jié)點j上的風(fēng)機(jī)在t時根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)所能夠發(fā)出的最 大有功功率和無功功率。
[0047] 3. 3. 2)光伏的有功和無功功率限值約束：檢查各個粒子中相對于光伏的有功功 率和無功功率項是否滿足公式（25)_(26)，若滿足，則進(jìn)入下一步驟；若不滿足，則隨機(jī)在 其約束值范圍內(nèi)選擇一個數(shù)值。
[0048]
[0049]
[0050] 其中，和分別為節(jié)點j上的光伏在t時根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)所能夠發(fā)出的最大 有功功率和無功功率。
[0051] 3. 3. 3)電動汽車換電站的有功和無功功率限值約束：檢查各個粒子中相對于電 動汽車充放電的有功功率項是否滿足公式（27)，若滿足，則進(jìn)入下一步驟；若不滿足，則隨 機(jī)在其約束值范圍內(nèi)選擇一個數(shù)值，直至滿足約束為止。
[0052]
[0053]
[0054]
[0055] 其中，〇和^^ '分別為節(jié)點j上的電動汽車換電站在t時能夠?qū)崿F(xiàn)的最大充電 有功功率和最大放電有功功率；Sock ,,,⑴為第j個節(jié)點上的電動汽車換電站在t時刻的 Soc值，Eevs, j為節(jié)點j上的電動汽車換電站的電池總?cè)萘浚蜑榈趈個 節(jié)點上的電動汽車換電站的Soc值上限和下限，△ T為孤島時間的單位計算時間。
[0056] 3. 3. 4)可控負(fù)荷比例系數(shù)限值約束：檢查各個粒子中相對于可控負(fù)荷比例系數(shù) 項是否滿足公式（30)，若滿足，則進(jìn)入下一步驟；若不滿足，則隨機(jī)在其約束值范圍內(nèi)選擇 一個數(shù)值。
[0057]
(30)
[0058] 3. 3. 5)配電網(wǎng)中的功率平衡約束
[0059] i)按公式（31)-(32)配置各個節(jié)點上可用有功功率和無功功率。
[0060]
[0061]
[0062] 其中，it.,.#)和分別表示粒子i在第k次迭代時其位置值所代表的配電 網(wǎng)中節(jié)點j在t時可輸出的有功功率和無功功率。
[0063] ii)按公式（33)-(34)設(shè)置配電網(wǎng)中各個節(jié)點的負(fù)荷有功功率和無功功率：
[0064] LlN 丄 Ut)丄丄 yz/z Λ Ij 0/丄
[0065]
[0066] 其中，/UO.和分別表示粒子i在第k次迭代時其位置值所代表的配電 網(wǎng)中節(jié)點j在t時負(fù)荷的有功功率和無功功率；Pk jP Q k j分別為節(jié)點j上負(fù)荷可控有功 功率和無功功率；j分別為節(jié)點j上負(fù)荷不