1.一种多目标协同优化的多微网能量管理方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
1)场景生成和削减,过程如下:
首先,假定每个不确定输入都有一个概率密度函数PDF,得到每个不确定参数的场景,接着通过减少场景数量来提高优化的计算速度;
根据可再生发电的特性,利用Weibull和Beta分布来描述参数风速和光照强度的PDF,Weibull分布如下:式中:v为风速,k为形状参数,c为比例参数,μ和δ分别为风速的平均值和标准差,Γ()为gamma函数;
对于光照强度概率密度函数,用Bate分布描述:
式中:L为光照强度,a和b为分布参数,θ和γ分别为晴空指数的均值和标准差;
由于PDF中不可能有无限集,因此需要从PDF中选择一组间隔,nx是每个场景的间隔数,每个场景概率计算方法如式(6)和(7):式中:x表示不确定随机变量,为光照强度或风速; 为场景nx概率;Nx为最大场景数;
为场景nx期望值; 和 分别为场景nx起始值和结束值;
由式(8)和(9)计算出场景总数量Ns和场景向量ρs:采用混合整数线性规划场景削减技术,保留典型场景,如式(10):使用该技术找到所需最小场景数,在上述公式中, 为二元变量表示n1和n2场景的选择,参数ρs(n1,n2)表示场景n1和n2的发生概率;
2)多目标优化函数建立,过程如下:
2.1)目标1:多微网运行成本如式(1)-(10):MinCost=Min[CostPV+CostWT+CostDG+CostFC+CostMT+CostCL+CostGrid] (11)式中:CostPV、CostWT、CostDG、CostFC、CostMT、CostCL、CostGrid分别表示光伏、风机、柴油发电机、燃料电池、燃气轮机、减载和向电网购电所需成本,分别为各 装置的 运维成本 ,
分别为各装置所消耗燃料成本,
分别为各装置运维成本系数,km为微网m柴油发电机在最低发电量下运行成本,Im,t为微网m柴油发电机机组状态;ΔT为时间间隔长度,πm,n为微网m中柴油发电机线性发电成本函数,Pm,n,t为t时刻微网m中柴油发电机分段线性发电成本函数第n分段的上限功率,Cng/Lng为燃料价格系数, 分别为t时刻微网m各装置发电功率,PtGrid为t时刻整个系统向主网购电功率, 为t时刻微网m的负荷削减功率,CCL为惩罚成本, 与 分别为t时刻微网m燃料电池和燃汽轮机的发电效率, 为t时刻整个系统向主网购电成本系数,NM为微网个数,NT为最大时间,设为24;
式(11)为多微网总运行成本,式(12)和(13)分别为光伏与风机运维成本,式(14)~(15)分别为柴油发电机总成本、消耗的燃料成本与运维成本,式(17)和(18)为燃料电池与燃气轮机所花成本,式(19)为减载所造成的惩罚成本,式(20)为向主网购电成本;
2.2)目标2:独立性能指数
式中:IPIMMG为多微网独立性能指数, 为t时刻微网m的总负荷功率, 为t时刻微网m的柔性负荷功率, 为t时刻微网m的刚性负荷功率;
2.3)将两个目标函数统一表示:
Max(f1(x),f2(x),...,fk(x)) (23)s.t:x∈X (24)
式中:k为目标数量,X为决策变量的可行解集合,fk(x)为第k各子目标函数;
3)CP求解算法,过程如下:
确定一个乌托邦式的解,以该解作为决策的参考点,基于引入的距离概念,找出最接近理想解的解集,利用CP方法能够将原多目标优化问题转化为单目标优化问题,从而求解。
2.如权利要求1所述的一种多目标协同优化的多微网能量管理方法,其特征在于,所述步骤3)中,CP法的公式为:式中:Wi为权重向量,fi和fi*分别为单目标模型的最优解和理想解,1/P次幂表示了决策者对距离概念的态度,P取1、2或者无穷;
根据不同的1/P取值,定义不同的距离:
3.1)当P=1时,计算理想解与各最优帕累托解之间的笛卡尔距离,最优解与理想解的距离最小;
3.2)当P=2时,计算理想解与各最优解之间的欧氏距离,解c的欧氏距离等于AC;
3.3)当P=∞时,该距离需根据切比雪夫距离计算得出,最优解与理想解的切比雪夫距离最小,这种距离是在向量空间上定义的度量,在向量空间中,两个向量之间的距离是它们在任何坐标维度上的最大差异,令式(25)中P=∞,则式(26)变为
利用线性规划将式(27)转换为(28)
式中:ξ为Min-Max方法的自由变量;
P的每一个值都提供了一个位于Pareto前沿的解,基于最优化理论,这些解决方案并不占主导地位,因此,P值的选择取决于多微网操作员的偏好。