基於化學反應算法的配電系統最佳化規劃和運行

《基於化學反應算法的配電系統最佳化規劃和運行》是依託南昌大學，由王淳擔任項目負責人的地區科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於化學反應算法的配電系統最佳化規劃和運行
• 項目類別：地區科學基金項目
• 項目負責人：王淳
• 依託單位：南昌大學

項目摘要

配電系統是電力系統中分布範圍最廣但也是最薄弱的一個環節。隨著用戶對供電可靠性和電能質量的要求不斷提高以及輸出功率具有間歇性和波動性特點的分散式電源的併入，進一步給配電系統的規劃和運行帶來挑戰。本項目首次嘗試將根據化學反應過程中分子的碰撞和能量轉化過程構造的化學反應算法套用於電力系統領域，就配電系統中的一些關鍵問題展開研究。首先將化學反應算法套用到配電網路重構中，並引入最佳模糊聚類的思想解決配電網動態重構中的時間分段問題；其次，進一步研究分散式發電出力隨機性模型和負荷不確定性模型，在此基礎上，分別構建配電網無功最佳化的期望值模型、風光互補分散式電源選址定容的機會約束規劃模型和配電網多目標規劃模型，採用化學反應算法作為最佳化手段，結合隨機潮流、Monte-Carlo 模擬、Pareto多目標最優理論對所建立的模型進行求解。最後，對化學反應算法與其它智慧型算法在求解電力系統問題時的性能進行綜合比較。

結題摘要

本項目就配電系統分析和最佳化的一些關鍵問題展開了研究。完善了配電網路機率性潮流計算方法；就配電網路的重構、含間歇性分散式電源的無功最佳化、分散式光伏電站選址定容等最佳化問題展開了研究；引入了化學反應最佳化算法對這些複雜的最佳化問題進行求解。 根據配電網接入間歇性分散式電源的特點提出了一種基於全機率公式的機率潮流解析法，所提方法具有精度高和易於並行化計算的特點，擬合的機率分布曲線與基於半不變數和Gram-Charlier級數的方法相比具有不存在收斂問題且不違背機率公理的優點。 針對配電網路動態重構中的開關操作次數約束難以處理的問題，提出採用最優模糊C 均值聚類技術對時間區間的配電網路運行狀態按其負荷的內在相似性進行聚類，將配電網路動態重構轉換為以聚類中心表示負荷狀態的多個靜態重構問題。 針對間歇性分散式電源併網後無功最佳化的問題，建立了同時考慮分散式電源出力和負荷的隨機波動的配電網無功最佳化機率模型，得到了具有機率統計意義的最優方案。 從保證接入分散式光伏電站後配電網仍然呈現負荷性質的角度，建立了以配電網對主網電能的需求最小為最佳化目標，以潮流不向主網倒送、以安裝斷路器的支路潮流不倒送、節點電壓不越限為約束條件的光伏電站選址定容最佳化模型。 引入了化學反應算法求解所建立的最佳化模型。在化學反應算法基本框架的基礎上，根據所求解問題的特點，構建了相宜的分子碰撞規則，並融入了現有智慧型算法中較優秀的一些算法模式。 採用多個測試系統驗證了所提出模型和算法的有效性。在所研究的最佳化問題中，提出的方法都能夠在較小的計算代價下以較高機率獲得最優解，具有良好的實用性。