分散式發電微網系統的不確定性區間全局最佳化算法

《分散式發電微網系統的不確定性區間全局最佳化算法》是依託天津大學，由王守相擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：分散式發電微網系統的不確定性區間全局最佳化算法
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王守相
• 依託單位：天津大學

項目摘要

可再生能源高效利用的有效方式是組成微網系統接入大電網併網運行。由於光伏、風電等分散式電源的間歇性和隨機性特性，對含分散式電源的微網系統的最佳化規劃和最佳化運行提出了不確定性條件下建模和分析的新需求。項目探討分散式發電微網最佳化的區間全局最佳化算法。主要研究區間全局最佳化算法的相關理論和實現機理；提出改進的具有通用性的高效收斂的區間全局最佳化算法；提出與並行計算結合的快速區間全局最佳化算法；建立表達光伏和風電等分散式電源的間歇性特徵的區間表示模型；建立表達隨機變化特性的企業規模級和建築物級負荷的區間表示模型；建立考慮不確定性的含多種分散式電源、儲能裝置和負荷的，並計及經濟指標、可靠性指標以及環保指標等的分散式發電微網系統的多目標區間最佳化模型；實現區間全局最佳化理論和算法在分散式發電微網系統最佳化規劃和最佳化運行分析中的套用；為含隨機性、間歇性等不確定性信息的分散式發電微網系統的最佳化問題提供分析手段和解決途徑。

結題摘要

項目按照預定計畫開展，取得了預期的成果。項目研究了光伏發電和小風電的間歇特性和區間模型描述，研究了負荷的隨機變化特性和區間模型描述，建立了表達光伏和風電等分散式電源的間歇性特徵的區間表示模型；建立了表達隨機變化特性的負荷的區間表示模型。針對配電系統存在的三相不平衡性，提出了基於復仿射算法的區間三相潮流分析算法。該算法主要考慮了節點注入有功功率（分散式電源出力、負荷）的不確定性，採用三相前推回代方法，得到母線電壓相角和支路有功功率的上下限。所提算法對於定量分析光伏和風機出力不確定性對系統穩態運行的影響具有套用價值。針對現有的分散式電源最佳化配置方法在處理不確定性因素時綜合決策能力不足的缺陷，提出了一種計及信息不確定性的分散式電源最佳化配置模型與算法。該方法在分散式電源類型、位置和容量不確定的情況下，建立了以投資成本最少、收益最高、環境效益最高和配電網網路損耗最小為最佳化子目標的多目標、非線性最佳化模型。對光伏出力預測方法和計及信息不確定性的分散式電源最佳化配置方法進行了研究，提出了基於灰色神經網路組合模型的方法及基於區間TOPSIS算法與遺傳算法相結合的最佳化配置計算方法。針對配電系統存在的三相不平衡性和DG運行存在的不確定性，分別提出了基於復仿射算法的區間三相潮流分析算法和不確定變數相對影響力的概念。能夠定量分析不確定輸入變數對輸出變數的影響情況。定義了各個DG不確定性對各個節點電壓的影響力指標，能夠定量分析不同位置不同容量的DG對各個節點電壓的不確定性影響。在區間最佳化方法研究方面，提出了基於仿射的混合區間微進化算法。新算法在支定界規則、加速工具和區間估計方法等方面對傳統區間最佳化算法進行了改進，明顯改善了算法的收斂性，顯著提高了計算效率和計算速度。針對含儲能系統的微網經濟運行最佳化存在的不確定性，提出了基於區間線性規劃（ILP）的微網系統經濟運行最佳化模型，利用區間線性規劃方法，解決了考慮不確定性的含儲能微網系統經濟運行最佳化問題。以一個包含風機、光伏、燃料電池以及蓄電池的系統為例，討論了多種因素對系統經濟運行的影響，驗證了所建模型以及所用方法的魯棒性和對不確定性最佳化問題求解的有效性。