基于改进麻雀搜索算法的配电网分布式电源优化配置_丁苗.pdf
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1、为解决配电网中分布式电源的优化配置问题,提出了一种基于改进麻雀搜索算法(,)的配电网分布式电源优化配置模型。以配电网网损成本和用户购电成本组成的综合成本最小为目标函数建立配电网分布式发电(,)优化配置模型,采用折射反向学习和柯西变异策略对麻雀搜索算法(,)进行改进,以提高 算法的优化效果。采用 节点配电系统进行仿真分析,并与其他 优化配置方法对比,结果表明,采用 算法配置后的网损和购电成本降幅最明显,验证了模型的正确性和优越性。关键词:配电网;分布式电源;配置;改进麻雀搜索算法中图分类号:文献标识码:文章编号:()收稿日期:作者简介:丁 苗(),女,湖北汉川人,工程师,主要从事电力调度综合技术
2、管理工作。,(,):,()(),(),:;引言为了解决日益严重的能源危机和环境问题,我国提出了“碳中和”和“碳达峰”的目标。在此背景下,以风能、太阳能为代表的可再生能源得到了广泛应用,分布式发电(,)占比日益增长 。的推广一定程度上解决了能源和环境问题,但随着 的大量接入,电力系统的稳定性丁 苗,陈 琨,刘 炬,刘 闯:基于改进麻雀搜索算法的配电网分布式电源优化配置和可靠性面临着巨大挑战 ,因此,对配电网分布式能源配置问题进行研究对于提升可再生能源利用率和保障配电网运行稳定性具有重要意义。针对配电网中分布式电源的优化配置问题,国内外专家学者进行了大量研究。文献在研究风电、光伏输出功率特性的基础
3、上,建立了以配电网综合成本最小为配电网分布式能源优化配置模型,采用自适应粒子群算法对模型进行了求解,得到了既满足可靠性又满足经济性的 配置方案。文献采用自适应遗传算法对布谷鸟搜索算法进行改进,建立了基于改进自适应布谷鸟遗传算法的分布式电源优化配置模型,采用 节点系统进行模型验证,结果表明,该模型能够优化 配置结构,实现多功能计算。文献以配电网网损、电压稳定指数和电压偏移量为优化目标,在蜘蛛群算法中引入遗传交叉策略,建立了基于改进蜘蛛群算法的配电网 优化配置模型,采用实际算例验证了模型的有效性,获得了 选址定容的最优方案。配电网 配置是一个复杂的优化问题,求解过程相对复杂,经济合理的优化配置模型
4、有待进一步研究。配电网 优化配置模型配电网 配置应重点关注配电网网损和用户购电的经济性,并综合考虑系统功率平衡、节点电压、配电线路传输功率和 容量等约束,因此本文以配电网网损最小和用户购电成本最低组成的综合成本为目标函数建立配电网 优化配置模型。目标函数()配电网网损表达式如式()所示。()()式中:为配电网网损;为配电网支路总数;为支路编号;、均为节点编号;为支路 的电导;、分别为节点 和节点 的电压幅值;为节点 和节点 的电压相角差。为方便计算,将配电网网损换算为经济指标,其表达式如式()所示。()式中:为配电网网损成本;为年负荷小时数的最大值;为电价。()用户购电成本表达式如式()所示。
5、()()式中:为用户购电成本;为配电网系统的总容量;为所有 输出的有功功率;为 接入前的配电网网损;为 接入后的配电网网损。()综合成本表达式如式()所示。()式中:为综合成本;、均为权重系数,二者之间满足 。约束条件对配电网 进行优化配置时,应当考虑下列约束条件。()功率平衡约束,如式()所示。()()()()()安徽电气工程职业技术学院学报 第二十八卷 第三期式中:为配电网系统的节点总数;、分别为配电网系统在节点 注入的有功功率和无功功率;为节点 和节点 之间的电导,为节点 和节点 之间的的电纳;、分别为节点 在水平方向上的电压幅值和竖直方向上的电压幅值;、分别为节点 在水平方向上的电压幅
6、值和竖直方向上的电压幅值。()节点电压约束,如式()所示。()式中:为节点 的最高电压幅值;为节点 的最低电压幅值。()传输功率约束,如式()所示。()式中:为节点 和节点 组成线路的传输功率;传输功率的最大值。()容量约束,如式()所示。()式中:为第 个 的输出功率;为配电网中 的总数量;为常数,考虑到配电网对 的消纳能力,取值为 。改进麻雀搜索算法 麻雀搜索算法 年,我国学者薛建凯提出了一种新型智能优化算法 麻雀搜索算法(,),算法的原理是麻雀种群的觅食行为 ,。相比其他优化算法,算法原理简单、稳定性好,能够快速收敛,在被提出后得到了广泛应用。麻雀种群在觅食时,其种群分为领导者和追随者两
7、部分。领导者地位高,觅食经验丰富,能够带领其他个体快速找到食物,领导者采用下列公式更新位置,如式()所示。,(),()式中:,为第 维空间上第 只麻雀在第 次迭代时的位置;,第 维空间上第 只麻雀在第 次迭代时的位置;为随机数,;为算法的最大迭代次数;为服从标准正态分布的随机数;为安全值;为警戒值;表示单位行矩阵。自然界中的麻雀在会受到天敌的攻击,和 表示麻雀在捕食区域内活动是否安全,如果满足,表示安全,反之表示不安全。当 时,领导者带领追随者去其他安全的地方寻找食物。追随者的位置更新如式()所示。,(,),其他()式中:为麻雀总只数;为算法在第 次迭代时适应度值最差的位置;如果满足 ,表示追
8、随者适应度值较差,无法获得食物,需要及时更新位置;为算法在第 次迭代时的最优位置;表示取值为 或 的行矩阵,满足 ()。为了防止受到天敌攻击,部分麻雀需要承担警戒的任务,这部分麻雀称为警戒者,其作用是侦查周围环境,发现异常通知其他个体快速撤离,警戒者的位置更新如式()所示。丁 苗,陈 琨,刘 炬,刘 闯:基于改进麻雀搜索算法的配电网分布式电源优化配置,(,),(,)(),()式中:为步长修正量,其值为 ;为随机数,(,);为算法在第 次迭代时适应度值最好的位置;为最佳捕食位置;为第 只麻雀的位置;为最差捕食位置;如果满足 ,则说明麻雀适应度值较差,与食物相距较远,且遭到天敌攻击的可能性较大;如
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