本發(fā)明涉及分布式電源領(lǐng)域，具體涉及一種優(yōu)化分布式電源配置方法及裝置。

背景技術(shù)：

分布式電源(dg)有利于減少新的輸電走廊，解決邊遠地區(qū)的小負荷用電等問題，在節(jié)能、環(huán)保開辟利用可再生能源新方式等方面發(fā)揮較大作用。dg的優(yōu)化配置是微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計階段的重要內(nèi)容，對保證系統(tǒng)投資成本、供電可靠性等方面具有重要的指導(dǎo)意義。

現(xiàn)有的研究中對微電網(wǎng)電源容量優(yōu)化配置主要采用年成本為單目標函數(shù)，優(yōu)化目標單一，對于多目標權(quán)重的處理由個人主觀判斷確定，未給出科學(xué)的方法，從而使微電網(wǎng)電源容量優(yōu)化配置效果不能達到預(yù)期。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明實施例提出一種優(yōu)化分布式電源配置方法及裝置。

一方面，本發(fā)明實施例提出一種優(yōu)化分布式電源配置方法，包括：

s1、以獨立光/儲微電網(wǎng)電源總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)建立多目標優(yōu)化模型；

s2、用α、npv、nbs分別表示光伏電池板角度、光伏電池板和蓄電池的配置數(shù)量，以所述目標函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)，應(yīng)用遺傳粒子群方法，尋找最優(yōu)的光/儲組合(α、npv、nbs)，使目標函數(shù)的值最??；

s3、根據(jù)所述最優(yōu)的光/儲組合(α，npv，nbs)對獨立光/儲微電網(wǎng)進行分布式電源優(yōu)化配置。

另一方面，本發(fā)明實施例提出一種優(yōu)化分布式電源配置裝置，包括：

建立單元，用于以獨立光/儲微電網(wǎng)電源總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)建立多目標優(yōu)化模型；

計算單元，用于用α、npv、nbs分別表示光伏電池板角度、光伏電池板和蓄電池的配置數(shù)量，以所述目標函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)，應(yīng)用遺傳粒子群方法，尋找最優(yōu)的光/儲組合(α、npv、nbs)，使目標函數(shù)的值最??；

配置單元，用于根據(jù)所述最優(yōu)的光/儲組合(α、npv、nbs)對獨立光/儲微電網(wǎng)進行分布式電源優(yōu)化配置。

本發(fā)明實施例提供的優(yōu)化分布式電源配置方法及裝置，特別針對含光伏陣列、鉛酸蓄電池的獨立運行微電網(wǎng)電源容量的優(yōu)化配置，提出一種以獨立光/儲微電網(wǎng)電源的總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)的多目標優(yōu)化模型，并基于此模型計算光伏電池板角度以及光伏電池板和蓄電池的最優(yōu)配置數(shù)量的方案，相較于現(xiàn)有技術(shù)，創(chuàng)新之處在于給出的是3目標優(yōu)化方法，考慮的指標有微電網(wǎng)電源的總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率，能夠提高微電網(wǎng)電源容量優(yōu)化配置效果，為偏遠地區(qū)獨立光/儲混合微電網(wǎng)電源容量配置提供有益補充。

附圖說明

圖1為本發(fā)明優(yōu)化分布式電源配置方法一實施例的流程示意圖；

圖2為圖1中s2一實施例的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明優(yōu)化分布式電源配置裝置一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

參看圖1，本實施例公開一種優(yōu)化分布式電源配置方法，包括：

s1、以獨立光/儲微電網(wǎng)電源總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)建立多目標優(yōu)化模型；

s2、用α、npv、nbs分別表示光伏電池板角度、光伏電池板和蓄電池的配置數(shù)量，以所述目標函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)，應(yīng)用遺傳粒子群方法，尋找最優(yōu)的光/儲組合(α、npv、nbs)，使目標函數(shù)的值最??；

s3、根據(jù)所述最優(yōu)的光/儲組合(α，npv，nbs)對獨立光/儲微電網(wǎng)進行分布式電源優(yōu)化配置。

本發(fā)明實施例提供的優(yōu)化分布式電源配置方法，特別針對含光伏陣列、鉛酸蓄電池的獨立運行微電網(wǎng)電源容量的優(yōu)化配置，提出一種以獨立光/儲微電網(wǎng)電源的總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)的多目標優(yōu)化模型，并基于此模型計算光伏電池板角度以及光伏電池板和蓄電池的最優(yōu)配置數(shù)量的方案，相較于現(xiàn)有技術(shù)，創(chuàng)新之處在于給出的是3目標優(yōu)化方法，考慮的指標有微電網(wǎng)電源的總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率，能夠提高微電網(wǎng)電源容量優(yōu)化配置效果，為偏遠地區(qū)獨立光/儲混合微電網(wǎng)電源容量配置提供有益補充。

本發(fā)明研究是由光伏陣列、蓄電池組成的獨立運行微電網(wǎng)，根據(jù)已知光伏發(fā)電ppv單元模型以及蓄電池充放電模型st+δt研究獨立微網(wǎng)容量優(yōu)化配置方法，其中st+δt由t時刻的荷電狀態(tài)(soc)值st及δt時段內(nèi)蓄電池的充放電功率產(chǎn)生的soc值組成。

本發(fā)明以獨立光/儲微電網(wǎng)電源總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)建立多目標優(yōu)化模型，優(yōu)化變量為系統(tǒng)光伏電池板角度以及光伏電池板和蓄電池的配置數(shù)量，目標函數(shù)f為

minf＝min(c,flpsp,fexc)(1)

c為微電網(wǎng)系統(tǒng)電源年總成本，萬元；flpsp為代表系統(tǒng)供電可靠性的年負荷缺電率；fexc為年能量浪費倍率。

1)系統(tǒng)成本

獨立光/儲微電網(wǎng)電源系統(tǒng)的年總成本

c＝c1+c2+c3(2)

式中：c1＝(npvcpv+nbscbs)fcr光伏設(shè)備初始投資成本，萬元；c2為光伏年運行維護成本，萬元，c3為光伏設(shè)備替換成本。式中：cpv、cbs分別為光伏電板、蓄電池的單價，萬元；npv、nbs分別為光伏電板、蓄電池的數(shù)量，fcr為現(xiàn)值系數(shù)。

2)系統(tǒng)供電可靠性

本發(fā)明考慮光/儲分布式發(fā)電保障負荷電力需求的能力，因此以負荷缺電率(用lpsp表示)表征系統(tǒng)供電可靠性，其表達式為：

式中：ppv(ti)、pbs(ti)、pl(ti)分別為ti時刻光伏、蓄電池和負荷的功率，kw；n為計算時段內(nèi)的采樣點數(shù)，δt為計算時間段。顯然flpsp越小，供電可靠性越高。

3)電能浪費率

以能量過剩倍率表征系統(tǒng)的電能浪費率，即特定時期內(nèi)浪費的能量除以系統(tǒng)負荷總需求能量，其表達式為

顯然fexc越小，電能浪費得越少，資源的利用效率越高。

4)約束條件

其中socmin和socmax分別為蓄電池荷電存儲狀態(tài)值st的下限值和上限值；0＜α＜90°光伏電池板傾角α傾角約束；光伏機組和蓄電池數(shù)量約束為0<npv<npvmax，0<nbs<nbsmax。

獨立光伏/儲微電網(wǎng)系統(tǒng)中，由于光伏以及負荷具有很強的隨機性，其容量優(yōu)化配置是一個典型的非線性優(yōu)化問題，因此，本發(fā)明采用離散變量處理能力強、全局尋優(yōu)能力和運行效率高的改進粒子群算法來優(yōu)化光伏/儲容量配置。

根據(jù)本發(fā)明的容量優(yōu)化配置問題，負荷缺電率以反映微電網(wǎng)用戶的供電可靠性水平；其次是系統(tǒng)成本，能體現(xiàn)方案的經(jīng)濟性；電能量浪費倍率反映可再生能源的利用效率；光儲總輸出功率相對負荷功率的波動率，能體現(xiàn)光伏電源輸出與負荷的匹配程度。

改進的粒子群算法采用固定長度的二進制字符串來表示群體中的個體，針對本發(fā)明的優(yōu)化問題，用α、npv、nbs分別表示光伏電池板角度、光伏電池板和蓄電池的配置數(shù)量。以式(1)目標函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)，應(yīng)用遺傳粒子群方法，尋找到最優(yōu)的光/儲組合(α、npv、nbs)，使目標函數(shù)的值最小。算法的整體流程如圖2所示。

參看圖2，算法的工作過程：

(a)輸入數(shù)據(jù)，包括光照強度、溫度、蓄電池和光伏參數(shù)等，確定目標函數(shù)，初始種群粒子數(shù)等；

(b)依據(jù)初始種群數(shù)和約束條件(5)初始化粒子種群，每個粒子均得到一種機組容量配比方式，組合以二進制編碼表示；

(c)對每個粒子生成的機組容量配比方式，負荷功率要求，計算該配比方式全年出力；

(d)判斷此容量配比方式是否滿足功率平衡要求，是否滿足能源損失率性能指標，如果都滿足，則選取最優(yōu)粒子值，判斷是否達到最大迭代次數(shù)，當達到最大迭代次數(shù)，則最終選出最優(yōu)組合。當此容量配比方式不滿足功率平衡要求，或不滿足能源損失率性能指標時，將粒子放入遺傳個體互異的優(yōu)秀數(shù)據(jù)庫，通過交叉、變異操作形成新的粒子，重新從粒子種群初始化，即步驟(b)開始執(zhí)行，直至得到最優(yōu)電源配置。

參看圖3，本實施例公開一種優(yōu)化分布式電源配置裝置，包括：

建立單元1，用于以獨立光/儲微電網(wǎng)電源總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)建立多目標優(yōu)化模型；

計算單元2，用于用α、npv、nbs分別表示光伏電池板角度、光伏電池板和蓄電池的配置數(shù)量，以所述目標函數(shù)作為適應(yīng)度函數(shù)，應(yīng)用遺傳粒子群方法，尋找最優(yōu)的光/儲組合(α、npv、nbs)，使目標函數(shù)的值最小；

配置單元3，用于根據(jù)所述最優(yōu)的光/儲組合(α、npv、nbs)對獨立光/儲微電網(wǎng)進行分布式電源優(yōu)化配置。

本發(fā)明實施例提供的優(yōu)化分布式電源配置裝置，特別針對含光伏陣列、鉛酸蓄電池的獨立運行微電網(wǎng)電源容量的優(yōu)化配置，提出一種以獨立光/儲微電網(wǎng)電源的總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率3指標最小為目標函數(shù)的多目標優(yōu)化模型，并基于此模型計算光伏電池板角度以及光伏電池板和蓄電池的最優(yōu)配置數(shù)量的方案，相較于現(xiàn)有技術(shù)，創(chuàng)新之處在于給出的是3目標優(yōu)化方法，考慮的指標有微電網(wǎng)電源的總成本、負荷缺電率和能量浪費倍率，能夠提高微電網(wǎng)電源容量優(yōu)化配置效果，為偏遠地區(qū)獨立光/儲混合微電網(wǎng)電源容量配置提供有益補充。

本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)明白，本申請的實施例可提供為方法、系統(tǒng)、或計算機程序產(chǎn)品。因此，本申請可采用完全硬件實施例、完全軟件實施例、或結(jié)合軟件和硬件方面的實施例的形式。而且，本申請可采用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom、光學(xué)存儲器等)上實施的計算機程序產(chǎn)品的形式。

本申請是參照根據(jù)本申請實施例的方法、設(shè)備(系統(tǒng))、和計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或方框圖來描述的。應(yīng)理解可由計算機程序指令實現(xiàn)流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結(jié)合?？商峁┻@些計算機程序指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器以產(chǎn)生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。

這些計算機程序指令也可存儲在能引導(dǎo)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生包括指令裝置的制造品，該指令裝置實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。

這些計算機程序指令也可裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的處理，從而在計算機或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而能夠理解的是，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應(yīng)當理解，為了精簡本發(fā)明公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋呈反映如下意圖：即所要求保護的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨實施例。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明并不局限于任何單一的方面，也不局限于任何單一的實施例，也不局限于這些方面和/或?qū)嵤├娜我饨M合和/或置換。而且，可以單獨使用本發(fā)明的每個方面和/或?qū)嵤├蛘吲c一個或更多其他方面和/或其實施例結(jié)合使用。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當中。