本發(fā)明涉及一種10kv配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化方法，特別涉及考慮儲(chǔ)能調(diào)節(jié)代價(jià)時(shí)含光儲(chǔ)系統(tǒng)的配電網(wǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)的無(wú)功優(yōu)化是一個(gè)非線性、多約束的的尋優(yōu)問(wèn)題，其目的是根據(jù)日前計(jì)劃得出各調(diào)節(jié)設(shè)備具體控制方案，達(dá)到降低網(wǎng)損，提高電能質(zhì)量，減小各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)等目標(biāo)。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儲(chǔ)能裝置在各領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。在電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能裝置的削峰填谷、短時(shí)供電、抑制電網(wǎng)震蕩以及改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的能力都得到了證明。此外，將儲(chǔ)能裝置應(yīng)用于配電網(wǎng)中，能夠進(jìn)一步挖掘系統(tǒng)的節(jié)能降耗能力，提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)的靈活性，減小電網(wǎng)的損耗。

為了在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化時(shí)充分發(fā)掘儲(chǔ)能裝置在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化中的靈活性，同時(shí)考慮各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)，本發(fā)明基于災(zāi)變遺傳算法，通過(guò)計(jì)算得到含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化接近最優(yōu)的控制方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于解決光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)并網(wǎng)后帶來(lái)的網(wǎng)損增加、電壓越限等問(wèn)題，同時(shí)考慮包括儲(chǔ)能在內(nèi)的各設(shè)備調(diào)節(jié)成本，充分保證配電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

本發(fā)明的目的至少通過(guò)如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn)。

含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化控制方法，包括以下步驟：

(1)建立含光儲(chǔ)系統(tǒng)的10kv配電線路計(jì)算模型；

(2)構(gòu)建含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化模型：以各時(shí)段變壓器檔位tk、電容器補(bǔ)償容量qc、光伏功率因素λpvi、儲(chǔ)能有功出力pe為控制變量，并考慮其取值范圍約束以分時(shí)段解耦優(yōu)化為基礎(chǔ)，以網(wǎng)損及各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)最小為目標(biāo)函數(shù)，以各節(jié)點(diǎn)電壓不越限、一天內(nèi)儲(chǔ)能充放電平衡作為狀態(tài)變量約束；

(3)采用災(zāi)變遺傳算法求解最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值，并獲得各時(shí)段無(wú)功優(yōu)化的最優(yōu)控制方案；

(4)將光儲(chǔ)裝置在各時(shí)段的最優(yōu)控制方案下達(dá)到光儲(chǔ)系統(tǒng)的控制中心，調(diào)節(jié)儲(chǔ)能設(shè)備的控制模塊和光伏逆變器以調(diào)整其出力，再根據(jù)各時(shí)段最優(yōu)方案調(diào)節(jié)各無(wú)功補(bǔ)償裝置投切組數(shù)并調(diào)整有載調(diào)壓變壓器的檔位。

進(jìn)一步地，步驟(2)中目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中，為t時(shí)段的網(wǎng)損，為t時(shí)段所有變壓器和電容器總調(diào)節(jié)代價(jià)，為t時(shí)段所有儲(chǔ)能裝置的總調(diào)節(jié)代價(jià)，其計(jì)算公式分別如下：

上述式中，ne為配電網(wǎng)中儲(chǔ)能裝置的總個(gè)數(shù)；和分別是t時(shí)段節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的電壓；gij和bij為通過(guò)電網(wǎng)參數(shù)求得的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素；δij為節(jié)點(diǎn)電壓角度差；ct、cq分別為變壓器、電容器的單位調(diào)節(jié)代價(jià)，單位：kw/次；為t時(shí)段第i臺(tái)變壓器抽頭所處檔位；

為t時(shí)段第j臺(tái)電容器投入組數(shù)；為t-1時(shí)段第i臺(tái)變壓器抽頭所處檔位；為t-1時(shí)段第j臺(tái)電容器投入組數(shù)；nt、nq別為網(wǎng)絡(luò)中有載調(diào)壓變壓器的數(shù)量和電容器組安裝點(diǎn)的數(shù)量；comb,i為第i臺(tái)儲(chǔ)能裝置維護(hù)成本系數(shù)，單位：元/kw；分別為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻充、放電功率以及放電狀態(tài)，其中1表示放電，0表示充電或靜置；τ為電能單價(jià)，單位：元/kwh；cdep,i為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置折舊成本，計(jì)算公式如下：

式中，ηdep為折舊成本系數(shù)；pn,i、en,i為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的額定功率和額定容量；cp為儲(chǔ)能裝置單位功率安裝成本的現(xiàn)值，單位：元/kw；ce為儲(chǔ)能裝置單位容量安裝成本的現(xiàn)值，單位：元/kwh；ni為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的使用循環(huán)次數(shù)。

進(jìn)一步地，步驟(2)中控制變量的約束具體如下：

λmin≤λpvi≤λmaxi∈ωpv(8)

其中，ωc為電容器安裝節(jié)點(diǎn)集合；ωt為變壓器節(jié)點(diǎn)集合；ωpv為光伏系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合；ωe為儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)集合；為第i個(gè)電容器組在t時(shí)段的補(bǔ)償容量；為第i個(gè)變壓器在t時(shí)段的檔位；為第i個(gè)光伏在t時(shí)段的功率因素；為第i個(gè)儲(chǔ)能在t時(shí)段的有功出力；qci.min、qci.max分別為第i個(gè)電容器組的最小、最大補(bǔ)償容量；tki.min、tki.max為有載調(diào)壓變壓器的最大檔位、λmin為光伏功率因素下限值，λmax為光伏功率因素上限值；分別是第i個(gè)儲(chǔ)能在t時(shí)段有功出力的上下限值，其表達(dá)式如下

ei分別是儲(chǔ)能容量的上下限；emax、emin分別表示儲(chǔ)能裝置自身充、放電的能量限制；ηc,i、ηd,i表示充、放電效率；表示儲(chǔ)能裝置剩余容量，其計(jì)算方法公式如下：

其中，分別表示儲(chǔ)能裝置的充、放電功率；分別表示儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻的充、放電狀態(tài)，el表示靜置能量損耗。

進(jìn)一步地，步驟(2)中狀態(tài)變量的約束具體如下：

vmin＜vi＜vmaxi∈ωn(13)

式(12)為儲(chǔ)能的一天內(nèi)的充放電平衡約束，式(13)為系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓約束，式中，ε為儲(chǔ)能裝置一天充放電平衡的最大允許誤差，表示優(yōu)化結(jié)束時(shí)刻的儲(chǔ)能剩余電量；為優(yōu)化開(kāi)始時(shí)刻儲(chǔ)能裝置中所儲(chǔ)電量；vi為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓，ωn為所有節(jié)點(diǎn)集合，vmin、vmax分別為節(jié)點(diǎn)電壓的上下限值。

進(jìn)一步地，步驟(3)中用災(zāi)變遺傳算法求解含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化模型的具體步驟如下：

步驟1：應(yīng)根據(jù)模型中的狀態(tài)變量約束將式(1)拓展成適用于遺傳算法求解的目標(biāo)函數(shù)形式；

步驟2：對(duì)控制變量中變壓器檔位電容器補(bǔ)償容量光伏電站功率因素儲(chǔ)能有功出力進(jìn)行編碼、產(chǎn)生初始種群，對(duì)初始種群進(jìn)行潮流計(jì)算；

步驟3：保留目標(biāo)函數(shù)值最小的個(gè)體，并選擇目標(biāo)函數(shù)小于設(shè)定值得個(gè)體進(jìn)行交叉變異，以繼續(xù)產(chǎn)生新的種群再進(jìn)行潮流計(jì)算，同時(shí)每隔一定遺傳代數(shù)對(duì)種群進(jìn)行災(zāi)變操作，直至目標(biāo)函數(shù)值與上一次的目標(biāo)值之差小于設(shè)定的允許值或已達(dá)到以設(shè)定的最大進(jìn)化次數(shù)，停止計(jì)算，輸出目標(biāo)值和控制變量的優(yōu)化取值。

進(jìn)一步地，步驟1中拓展后的目標(biāo)函數(shù)的具體表達(dá)式如下：

式中，λv、λe為懲罰因子，其中λv為數(shù)值較大的正常數(shù)，λe的數(shù)值隨時(shí)間變化，具體表達(dá)式如下：

式中，k1和k2均為正值且k1＜k2/t2，從而保證了λe在整個(gè)仿真周期內(nèi)連續(xù)且數(shù)值不斷增大，即懲罰力度越來(lái)越強(qiáng)；

vlim為電壓越限風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

其中，vi為節(jié)點(diǎn)i的電壓幅值，sat(x)為飽和函數(shù)；

為t時(shí)段儲(chǔ)能的充放電平衡指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

式中，為t時(shí)段第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的充放電平衡指標(biāo)，ne為配電網(wǎng)中儲(chǔ)能裝置的總個(gè)數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟(1)中所述的含光儲(chǔ)系統(tǒng)的配電線路計(jì)算模型的參數(shù)包括：

1)10kv配電線路的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；

2)10kv配電線路的導(dǎo)線型號(hào)、長(zhǎng)度和阻抗值；

3)10kv配電線路首端變電站10kv母線電壓；

4)各配電變壓器的型號(hào)、容量及其低壓側(cè)的日負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線；

5)各無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的安裝點(diǎn)、安裝容量和已投容量；

6)有載調(diào)壓變壓器的安裝點(diǎn)、型號(hào)、容量和現(xiàn)選檔位；

7)光儲(chǔ)系統(tǒng)中光伏發(fā)電單元容量及其配置的儲(chǔ)能裝置的容量、光伏日出力預(yù)測(cè)曲線。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果：

為了在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化時(shí)充分發(fā)掘儲(chǔ)能裝置在配電網(wǎng)無(wú)功優(yōu)化中的靈活性，同時(shí)考慮各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)，本發(fā)明基于災(zāi)變遺傳算法，通過(guò)計(jì)算得到含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化接近最優(yōu)的控制方案。本發(fā)明的總目標(biāo)以及電網(wǎng)損耗方面優(yōu)化效果均有較大的提高。本發(fā)明考慮光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)的拓展無(wú)功優(yōu)化，將儲(chǔ)能裝置的有功出力及光伏發(fā)電單元的功率因數(shù)作為拓展控制變量，在配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中能夠取得更好的效果。

附圖說(shuō)明

圖1是實(shí)例中的一個(gè)地區(qū)配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是實(shí)例中光伏日出力預(yù)測(cè)曲線。

圖3是實(shí)例中日負(fù)荷率預(yù)測(cè)曲線。

圖4是實(shí)例中目標(biāo)函數(shù)值對(duì)比曲線。

圖5是實(shí)例中的電網(wǎng)損耗對(duì)比曲線。

圖6是實(shí)例中災(zāi)變遺傳算法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施和保護(hù)不限于此。

一種含光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化控制方法，包括以下步驟：

(1)建立含光儲(chǔ)系統(tǒng)的10kv配電線路計(jì)算模型；

(2)以各時(shí)段變壓器檔位tk、電容器補(bǔ)償容量qc、光伏功率因素λpvi、儲(chǔ)能有功出力pe為控制變量，并考慮其取值范圍約束以分時(shí)段解耦優(yōu)化為基礎(chǔ)，以網(wǎng)損及各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)最小為目標(biāo)函數(shù)，以各節(jié)點(diǎn)電壓不越限、一天內(nèi)儲(chǔ)能充放電平衡作為狀態(tài)變量約束，構(gòu)建含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化模型；

(3)采用災(zāi)變遺傳算法求解最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值，并獲得各時(shí)段無(wú)功優(yōu)化的最優(yōu)方案；

(4)將光儲(chǔ)裝置在各時(shí)段的最優(yōu)控制方案下達(dá)到光儲(chǔ)系統(tǒng)的控制中心，調(diào)節(jié)儲(chǔ)能設(shè)備的控制模塊和光伏逆變器以調(diào)整其出力，再根據(jù)各時(shí)段最優(yōu)方案調(diào)節(jié)各無(wú)功補(bǔ)償裝置投切組數(shù)并調(diào)整有載調(diào)壓變壓器的檔位。

所述步驟(1)中所述的含光儲(chǔ)系統(tǒng)的配電線路計(jì)算模型的參數(shù)包括：

1)10kv配電線路的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；

2)10kv配電線路的導(dǎo)線型號(hào)、長(zhǎng)度和阻抗值；

3)10kv配電線路首端變電站10kv母線電壓；

4)各配電變壓器的型號(hào)、容量及其低壓側(cè)的日負(fù)荷預(yù)測(cè)曲線；

5)各無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的安裝點(diǎn)、安裝容量和已投容量；

6)有載調(diào)壓變壓器的安裝點(diǎn)、型號(hào)、容量和現(xiàn)選檔位；

7)光儲(chǔ)系統(tǒng)中光伏發(fā)電單元容量及其配置的儲(chǔ)能裝置的容量、光伏日出力預(yù)測(cè)曲線。

步驟(2)中目標(biāo)函數(shù)的計(jì)算公式如下：

式中，為t時(shí)段的網(wǎng)損，為t時(shí)段所有變壓器和電容器總調(diào)節(jié)代價(jià)，為t時(shí)段所有儲(chǔ)能裝置的總調(diào)節(jié)代價(jià)，其計(jì)算公式分別如下：

上述式中，ne為配電網(wǎng)中儲(chǔ)能裝置的總個(gè)數(shù)；和分別是t時(shí)段節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j的電壓；gij和bij為通過(guò)電網(wǎng)參數(shù)求得的節(jié)點(diǎn)導(dǎo)納矩陣元素；δij為節(jié)點(diǎn)電壓角度差；ct、cq分別為變壓器、電容器的單位調(diào)節(jié)代價(jià)，單位：kw/次；為t時(shí)段第i臺(tái)變壓器抽頭所處檔位；

為t時(shí)段第j臺(tái)電容器投入組數(shù)；為t-1時(shí)段第i臺(tái)變壓器抽頭所處檔位；為t-1時(shí)段第j臺(tái)電容器投入組數(shù)；nt、nq別為網(wǎng)絡(luò)中有載調(diào)壓變壓器的數(shù)量和電容器組安裝點(diǎn)的數(shù)量；comb,i為第i臺(tái)儲(chǔ)能裝置維護(hù)成本系數(shù)，單位：元/kw；分別為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻充、放電功率以及放電狀態(tài)，其中1表示放電，0表示充電或靜置；τ為電能單價(jià)，單位：元/kwh；cdep,i為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置折舊成本，計(jì)算公式如下：

式中，ηdep為折舊成本系數(shù)；pn,i、en,i為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的額定功率和額定容量；cp為儲(chǔ)能裝置單位功率安裝成本的現(xiàn)值，單位：元/kw；ce為儲(chǔ)能裝置單位容量安裝成本的現(xiàn)值，單位：元/kwh；ni為第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的使用循環(huán)次數(shù)。

所述步驟(2)中所述的網(wǎng)損及各設(shè)備調(diào)節(jié)代價(jià)的計(jì)算，具體如下：

網(wǎng)損：

變壓器調(diào)節(jié)代價(jià)：

補(bǔ)償電容器調(diào)節(jié)代價(jià)：

所述步驟(2)中所述的含光儲(chǔ)系統(tǒng)配電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化模型，具體如下：

通過(guò)系統(tǒng)各設(shè)備的聯(lián)合控制，構(gòu)造以系統(tǒng)有功網(wǎng)損最小、變壓器和電容器調(diào)劑代價(jià)最小、儲(chǔ)能調(diào)節(jié)代價(jià)最小為目標(biāo)的動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化模型，該模型在無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功出力qc、有載調(diào)壓變壓器的檔位tk作為控制變量的基礎(chǔ)上增加儲(chǔ)能裝置的有功出力pes和光伏功率因素λ兩類控制變量，通過(guò)時(shí)段解耦，進(jìn)行動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化控制，控制變量的不等式約束為：

λmin≤λpvi≤λmaxi∈ωpv(8)

其中，ωc為電容器安裝節(jié)點(diǎn)集合；ωt為變壓器節(jié)點(diǎn)集合；ωpv為光伏系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)集合；ωe為儲(chǔ)能節(jié)點(diǎn)集合；為第i個(gè)電容器組在t時(shí)段的補(bǔ)償容量；為第i個(gè)變壓器在t時(shí)段的檔位；為第i個(gè)光伏在t時(shí)段的功率因素；為第i個(gè)儲(chǔ)能在t時(shí)段的有功出力；qci.min、qci.max分別為第i個(gè)電容器組的最小、最大補(bǔ)償容量；tki.min、tki.max為有載調(diào)壓變壓器的最大檔位、λmin為光伏功率因素下限值，λmax為光伏功率因素上限值；分別是第i個(gè)儲(chǔ)能在t時(shí)段有功出力的上下限值，其表達(dá)式如下

ei分別是儲(chǔ)能容量的上下限；emax、emin分別表示儲(chǔ)能裝置自身充、放電的能量限制；ηc,i、ηd,i表示充、放電效率；表示儲(chǔ)能裝置剩余容量，其計(jì)算方法公式如下：

其中，分別表示儲(chǔ)能裝置的充、放電功率；分別表示儲(chǔ)能裝置在t時(shí)刻的充、放電狀態(tài)，el表示靜置能量損耗。

狀態(tài)變量約束具體如下：

vmin＜vi＜vmaxi∈ωn(13)

式(12)為儲(chǔ)能的一天內(nèi)的充放電平衡約束，式(13)為系統(tǒng)中各節(jié)點(diǎn)的電壓約束，式中，ε為儲(chǔ)能裝置一天充放電平衡的最大允許誤差，表示優(yōu)化結(jié)束時(shí)刻的儲(chǔ)能剩余電量；為優(yōu)化開(kāi)始時(shí)刻儲(chǔ)能裝置中所儲(chǔ)電量；vi為第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓，ωn為所有節(jié)點(diǎn)集合，vmin、vmax分別為節(jié)點(diǎn)電壓的上下限值。

該模型的優(yōu)化目標(biāo)在兼顧網(wǎng)損最小的同時(shí)也考慮各設(shè)備的調(diào)節(jié)代價(jià)，目標(biāo)函數(shù)為

式中，為t時(shí)段的網(wǎng)損，為t時(shí)段所有變壓器和電容器總調(diào)節(jié)代價(jià)，為t時(shí)段所有儲(chǔ)能裝置的總調(diào)節(jié)代價(jià)。

將狀態(tài)變量中的節(jié)點(diǎn)電壓約束、儲(chǔ)能充放電平衡約束作為懲罰項(xiàng)加入目標(biāo)函數(shù)構(gòu)成擴(kuò)展目標(biāo)函數(shù)

其中，λv、λe為懲罰因子，其中λv為數(shù)值較大的正常數(shù)，λe的數(shù)值隨時(shí)間變化，具體表達(dá)式如下：

式中，k1和k2均為正值且k1＜k2/t2，從而保證了λe在整個(gè)仿真周期內(nèi)連續(xù)且數(shù)值不斷增大，即懲罰力度越來(lái)越強(qiáng)。

vlim為電壓越限風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

其中，vi為節(jié)點(diǎn)i的電壓幅值，sat(x)為飽和函數(shù)。

為t時(shí)段儲(chǔ)能的充放電平衡指標(biāo)，其計(jì)算公式如下：

式中，為t時(shí)段第i個(gè)儲(chǔ)能裝置的充放電平衡指標(biāo)，ne為配電網(wǎng)中儲(chǔ)能裝置的總個(gè)數(shù)。

參照?qǐng)D6，所述步驟(3)中的災(zāi)變遺傳算法的基本操作如下：

1)染色體編碼和初始種群的產(chǎn)生。

對(duì)模型中的變量進(jìn)行編碼，設(shè)置各控制變量的范圍，初始化規(guī)模為n的群體，輸入各控制變量參數(shù)。

2)選擇、交叉和變異。

通過(guò)選擇運(yùn)算以讓更接近最優(yōu)目標(biāo)的個(gè)體有更大的生存幾率。在選擇運(yùn)算后，采用交叉運(yùn)算、變異運(yùn)算對(duì)選擇出的個(gè)體進(jìn)行交叉和變異操作，產(chǎn)生子代種群，將父代個(gè)體與子代個(gè)體比較，保留適應(yīng)度較好的個(gè)體。

3)災(zāi)變算子。

為了避免在優(yōu)化過(guò)程中陷入局部最優(yōu)，引入災(zāi)變算子，在每遺傳一定代數(shù)后進(jìn)行一次災(zāi)變，使尋優(yōu)操作能夠搜尋到更大范圍內(nèi)的優(yōu)秀個(gè)體，具體操作為：在保留種群中最佳個(gè)體的前提下，重新初始化種群。

4)最優(yōu)方案。

循環(huán)2)～3)步驟直至計(jì)算到預(yù)先設(shè)置的遺傳代數(shù)，種群中最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)值所對(duì)應(yīng)的個(gè)體即為該時(shí)段各設(shè)備最優(yōu)控制方案。

應(yīng)用實(shí)例：

實(shí)例所用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥x取某地區(qū)實(shí)際配電網(wǎng)，如圖1所示。在節(jié)點(diǎn)43、44、45分別接入光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)，配置及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表1所示。系統(tǒng)中有1臺(tái)有載調(diào)壓變壓器，包含17個(gè)分接頭(un±8×1.25％)，節(jié)點(diǎn)1、6、12、20、29、39、42處安裝有可投切并聯(lián)電容器組，單組容量分別為135kvar、72kvar、160kvar、90kvar、90kvar、72kvar、36kvar，組數(shù)均為2組；光伏pv1、pv2、pv3的最大有功出力分別為3.2mw、3mw、2.8mw，其功率因素變化范圍為滯后0.85至超前0.85。在3個(gè)光伏并網(wǎng)點(diǎn)各配置儲(chǔ)能系統(tǒng)，其各項(xiàng)指標(biāo)如表2所示。本算例中光伏的日出力預(yù)測(cè)如圖2所示，日負(fù)荷率預(yù)測(cè)如圖3所示，其中，午時(shí)12點(diǎn)各配變的有功、無(wú)功負(fù)荷如表3所示。

表1負(fù)荷數(shù)據(jù)

表2儲(chǔ)能系統(tǒng)配置指標(biāo)及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

該實(shí)例設(shè)置3組對(duì)照優(yōu)化方法，其中方法1的控制變量為qc和tk；方法2的控制變量為qc、tk和λpv；方法3的控制變量為qc、tk、λpv和pes，即為本文動(dòng)態(tài)拓展無(wú)功優(yōu)化模型。通過(guò)災(zāi)變遺傳算法，得出不同方法各時(shí)段目標(biāo)函數(shù)值及網(wǎng)損如圖4及圖5所示。

由圖4及圖5可知，本文方法在凌晨時(shí)段及中午時(shí)段優(yōu)化效果好于其他方法，由于儲(chǔ)能初始剩余能量充足，在凌晨代替光伏，向電網(wǎng)提供有功功率，減小了網(wǎng)損；中午時(shí)段，儲(chǔ)能吸收多余的光伏有功出力同時(shí)減小了電網(wǎng)損耗。而在優(yōu)化周期的后半段，由于受到儲(chǔ)能充放電平衡的約束，為了保證下一優(yōu)化周期的正常運(yùn)行，儲(chǔ)能裝置在保持容量接近初始容量后趨向于不動(dòng)作，故優(yōu)化結(jié)果與其他方法相同。對(duì)24個(gè)時(shí)段的計(jì)算結(jié)果求和，將各方法優(yōu)化后的總目標(biāo)函數(shù)值及總網(wǎng)損進(jìn)行比較，結(jié)果如表3所示。

表3總目標(biāo)函數(shù)值及總網(wǎng)損對(duì)比

由表3可知，本發(fā)明方法與其他方法的優(yōu)化結(jié)果相比，在總目標(biāo)以及電網(wǎng)損耗方面優(yōu)化效果均有較大的提高。由此可見(jiàn)，考慮光儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)的拓展無(wú)功優(yōu)化，將儲(chǔ)能裝置的有功出力及光伏發(fā)電單元的功率因數(shù)作為拓展控制變量，在配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中能夠取得更好的效果。