獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃方法，提出了計(jì)及不確定因素的多目標(biāo)隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，隨機(jī)數(shù)據(jù)采用馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣實(shí)現(xiàn)模擬；控制策略采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真策略進(jìn)行模擬；優(yōu)化指標(biāo)為全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值和污染物排放量，所述全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值為所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)在末年的資本金累計(jì)現(xiàn)金流凈現(xiàn)值；所述污染物排放量為全壽命周期內(nèi)各類污染物的排放總量；選擇負(fù)荷容量缺失率作為概率約束條件；選擇工程動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)分析方法進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評(píng)估，提供了還本付息參考電價(jià)和期望收益參考電價(jià)。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備類型與設(shè)備容量的組合優(yōu)化。
【專利說明】獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微網(wǎng)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)領(lǐng)域，提出了包含微網(wǎng)全壽命周期內(nèi)資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值和污染排放水平在內(nèi)的風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的多目標(biāo)隨機(jī)機(jī)會(huì)約束優(yōu)化規(guī)劃方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源需求的不斷增長(zhǎng)，溫室效應(yīng)愈加明顯，風(fēng)機(jī)、光伏等分布式發(fā)電單元，在微網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境性等方面起到的作用更加重要。獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)可將多種類型的分布式發(fā)電單元組合在一起，有效發(fā)揮單一能源系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)多種能源互補(bǔ)，提高整個(gè)獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的效率、能源利用率和供能可靠性。在偏遠(yuǎn)和海島地區(qū)，相比線路搭建和線路損耗，獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)具有更低的成本，是解決其供電的有效手段之一。
[0003]開展獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)，需要充分考慮獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)分布式電源的組合方案和運(yùn)行控制策略。在確定性優(yōu)化規(guī)劃建模上，國(guó)內(nèi)外的研究多采用基于氣象數(shù)據(jù)和負(fù)荷數(shù)據(jù)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)逐時(shí)仿真優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，根據(jù)已獲得系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的風(fēng)速、光照強(qiáng)度、溫度和負(fù)荷的延時(shí)數(shù)據(jù)(通常以小時(shí)為單位)，利用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真程序，計(jì)算不同類型可再生能源組合方案下系統(tǒng)的各項(xiàng)指標(biāo)。
[0004]然而，采用確定性的規(guī)劃方法，需要獲取全壽命周期內(nèi)小時(shí)級(jí)的氣象和負(fù)荷數(shù)據(jù)。在實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)階段獲取相關(guān)數(shù)據(jù)存在著一定的困難。同時(shí)，大量的不確定性因素，如風(fēng)速、光照強(qiáng)度，負(fù)荷水平，電價(jià)、燃料價(jià)格等，將對(duì)獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化規(guī)劃結(jié)果產(chǎn)生影響。在獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)中確定性規(guī)劃中引入隨機(jī)變量，構(gòu)建微網(wǎng)的隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃模型，能夠更加符合實(shí)際情況，從而使決策更加合理。
[0005]現(xiàn)階段，關(guān)于計(jì)及不確定性條件下的隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃研究主要將其轉(zhuǎn)化為確定性等價(jià)類，采用確定性模型和算法對(duì)其優(yōu)化求解。在優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)上，現(xiàn)有規(guī)劃設(shè)計(jì)方法中并未考慮系統(tǒng)內(nèi)常規(guī)電源，如柴油發(fā)電的單機(jī)容量和設(shè)備臺(tái)數(shù)的組合優(yōu)化、多機(jī)設(shè)備的組合開機(jī)方式、以及系統(tǒng)備用容量和設(shè)備選型等問題。在計(jì)及不確定性因素的隨機(jī)規(guī)劃過程中，現(xiàn)有方法一般采用蒙特卡羅方法或類似方法仿真模擬不確定性因素，并通過大規(guī)模的統(tǒng)計(jì)和實(shí)驗(yàn)獲得優(yōu)化結(jié)果，這種方法計(jì)算量大，比較費(fèi)時(shí)，而且不能體現(xiàn)隨機(jī)變量的時(shí)序性。另外，現(xiàn)有多以系統(tǒng)總成本作為經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，既沒有考慮項(xiàng)目建設(shè)期和銀行貸款利息等實(shí)際工程經(jīng)濟(jì)因素，也沒有反映出投資者關(guān)心的項(xiàng)目現(xiàn)金流量情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的在于提出一種適用于獨(dú)立風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的多目標(biāo)隨機(jī)機(jī)會(huì)約束優(yōu)化規(guī)劃方法，有效計(jì)及獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃過程中的各種不確定因素，以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)運(yùn)行更高的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和資源利用率。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]一種適用于獨(dú)立風(fēng)光柴儲(chǔ)微網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃方法，其特征在于，包括:
[0008]獲取所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)、所述光伏電池、所述柴油發(fā)電機(jī)和所述儲(chǔ)能電池的設(shè)備參數(shù)；
[0009]基于風(fēng)速、大氣清潔指數(shù)、負(fù)荷隨機(jī)數(shù)據(jù)的概率模型，采用馬爾可夫狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率矩陣模擬上述隨機(jī)數(shù)據(jù)；
[0010]根據(jù)所述設(shè)備參數(shù)和所述隨機(jī)數(shù)據(jù)，利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解，在求解過程中采用隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃，獲得所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化指標(biāo)，最終通過所述多目標(biāo)遺傳算法獲得優(yōu)化結(jié)果，并依據(jù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)獲取優(yōu)化結(jié)果的具體經(jīng)濟(jì)性信息；
[0011]所述隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真策略進(jìn)行模擬，以負(fù)荷容量缺失率為概率約束條件；所述負(fù)荷容量缺失率指將系統(tǒng)備用容量計(jì)入凈負(fù)荷中，所得系統(tǒng)未滿足的負(fù)荷容量與整個(gè)負(fù)荷需求容量的比值；
[0012]所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化指標(biāo)為全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值和污染物排放量，所述全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值為所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)在末年的資本金累計(jì)現(xiàn)金流凈現(xiàn)值；所述污染物排放量為全壽命周期內(nèi)各類污染物的排放總量；
[0013]所述經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)采用工程經(jīng)濟(jì)學(xué)中的動(dòng)態(tài)分析方法，所述動(dòng)態(tài)分析方法計(jì)入項(xiàng)目建設(shè)期、資本金比例、銀行貸款利息工程財(cái)務(wù)評(píng)估要素，獲得優(yōu)化結(jié)果對(duì)應(yīng)的還本付息參考電價(jià)和期望收益參考電價(jià)。
[0014]作為優(yōu)選實(shí)施方式，利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解的過程中，選取所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的臺(tái)數(shù)、柴油發(fā)電機(jī)的類型、柴油發(fā)電機(jī)的臺(tái)數(shù)，光伏電池的容量，儲(chǔ)能電池的類型、并聯(lián)支路數(shù)、電池用雙向變流器的容量為優(yōu)
化變量。
[0015]利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解的過程中，建立了隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真策略進(jìn)行模擬，以負(fù)荷容量缺失率為概率約束條件，具體為:
[0016]以小時(shí)為仿真步長(zhǎng)，根據(jù)馬爾可夫狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率矩陣生成的風(fēng)力資源、光照資源和負(fù)荷需求情況，對(duì)所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的全部設(shè)備進(jìn)行全壽命周期內(nèi)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真，根據(jù)硬充電策略，確定每個(gè)仿真步長(zhǎng)內(nèi)，所述柴油發(fā)電機(jī)的啟停狀態(tài)和燃料消耗、所述儲(chǔ)能電池的充放電功率和剩余容量，以及所述仿真步長(zhǎng)內(nèi)未滿足的負(fù)荷量，計(jì)算得到全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值、污染物排放量和負(fù)荷容量缺失率，判斷負(fù)荷容量缺失率是否滿足預(yù)設(shè)的約束條件；
[0017]上述為一次完整的隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃迭代過程，根據(jù)預(yù)設(shè)的隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃迭代次數(shù)反復(fù)執(zhí)行所述隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃迭代過程，終止時(shí)可獲得整個(gè)隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃過程中的負(fù)荷容量缺失率滿足約束條件的概率；若所述概率不低于預(yù)設(shè)的置信水平，認(rèn)為該決策是可行的，以所述迭代過程中的平均資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值和平均污染物排放量作為優(yōu)化指標(biāo)；若所述概率低于預(yù)設(shè)的置信水平，認(rèn)為該決策不可行，將不滿足約束條件個(gè)體的相關(guān)約束的絕對(duì)值之和作為懲罰項(xiàng)增加到目標(biāo)函數(shù)中。
[0018]獲得所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值的過程中，以資本金現(xiàn)金流量表作為分析依據(jù)，具體為:
[0019]獲取所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)參數(shù)，根據(jù)所述經(jīng)濟(jì)參數(shù)，計(jì)算初始投資中的資本金金額和長(zhǎng)期銀行貸款金額，根據(jù)長(zhǎng)期銀行貸款金額和系統(tǒng)建設(shè)期確定建設(shè)期內(nèi)利息，得到含建設(shè)期利息的銀行欠款總額；
[0020]對(duì)系統(tǒng)壽命周期中的每一年，根據(jù)售電量和售電價(jià)格確定售電收益，根據(jù)設(shè)備剩余壽命確定殘值收益；根據(jù)銀行欠款額、長(zhǎng)期貸款利率和銀行還款年限確定還本付息費(fèi)用，根據(jù)設(shè)備替換情況確定更新費(fèi)用，根據(jù)設(shè)備開啟時(shí)間確定維護(hù)費(fèi)用，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)燃料消耗和燃料價(jià)格確定燃料費(fèi)用；根據(jù)收益項(xiàng)計(jì)算該年的現(xiàn)金流入，根據(jù)費(fèi)用項(xiàng)計(jì)算該年的現(xiàn)金流出；
[0021]依據(jù)所述現(xiàn)金流入和現(xiàn)金流出，計(jì)算每一年的凈收益，所述凈收益在每年年初修正銀行欠款總額，得到該年的資本金累計(jì)凈現(xiàn)金流量，并根據(jù)折現(xiàn)率計(jì)算其凈現(xiàn)值，將系統(tǒng)壽命周期最后一年的資本金累計(jì)凈現(xiàn)金流量?jī)衄F(xiàn)值作為優(yōu)化中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
[0022]所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，獲取還本付息參考電價(jià)和期望收益參考電價(jià)的方法為:
[0023]計(jì)算銀行還款年限內(nèi)的系統(tǒng)總成本現(xiàn)值，所述總成本現(xiàn)值為資本金金額與還款年限內(nèi)每年的現(xiàn)金流出之和；計(jì)算年售電總量，所述售電總量為每個(gè)步長(zhǎng)能得到滿足的負(fù)荷之和；根據(jù)還款期限內(nèi)的總收益現(xiàn)值等于該期限內(nèi)的總成本總現(xiàn)值，計(jì)算還本付息參考電價(jià)，所述還本付息參考電價(jià)反映了在還款期限內(nèi)還清銀行貸款的最低電價(jià)；
[0024]計(jì)算系統(tǒng)壽命周期內(nèi)的系統(tǒng)總成本現(xiàn)值，所述總成本現(xiàn)值為資本金金額、壽命周期內(nèi)每年的現(xiàn)金流出與最后一年系統(tǒng)殘值收益之和；計(jì)算年售電總量；根據(jù)預(yù)設(shè)的期望收益值，令系統(tǒng)在整個(gè)壽命周期內(nèi)的總盈利等于預(yù)設(shè)的期望收益值，計(jì)算期望收益參考電價(jià)，所述期望收益參考電價(jià)反映了系統(tǒng)達(dá)到期望盈利要求的最低電價(jià)。
[0025]本發(fā)明的技術(shù)效果包括:
[0026]1.所述利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解的過程中，選取所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的臺(tái)數(shù)、柴油發(fā)電機(jī)的類型、柴油發(fā)電機(jī)的臺(tái)數(shù)，光伏電池的容量，儲(chǔ)能電池的類型、并聯(lián)支路數(shù)、電池用雙向變流器的容量為優(yōu)化變量，從而實(shí)現(xiàn)了設(shè)備類型與設(shè)備容量的組合優(yōu)化，大大節(jié)約了進(jìn)行獨(dú)立微網(wǎng)隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)間。
[0027]2.所述利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解的過程中，建立了隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真策略進(jìn)行模擬，以負(fù)荷容量缺失率為概率約束條件。利用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真策略，實(shí)現(xiàn)了計(jì)及多臺(tái)柴油機(jī)組合運(yùn)行的柴油機(jī)/蓄電池協(xié)調(diào)運(yùn)行模擬；以負(fù)荷容量缺失率為概率約束條件，有效計(jì)入了風(fēng)、光等自然資源的隨機(jī)性影響，提高了獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)運(yùn)行的可靠性。
[0028]3.獲得所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值的過程中，以資本金現(xiàn)金流量表作為分析依據(jù)。此方法考慮了工程建設(shè)期、項(xiàng)目資本金、長(zhǎng)期銀行貸款利息、項(xiàng)目投產(chǎn)后還本付息等實(shí)際工程建設(shè)中的經(jīng)濟(jì)要素，可得到項(xiàng)目壽命周期中每一年內(nèi)的資金流入和流出情況，充分反映出獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)規(guī)劃者所關(guān)心的經(jīng)濟(jì)細(xì)節(jié)，提高了獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)中經(jīng)濟(jì)模型的精確性和實(shí)用性。
[0029]4.所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，提出了還本付息參考電價(jià)和期望收益參考電價(jià)。還本付息參考電價(jià)是在還款期限內(nèi)還清銀行貸款的最低電價(jià)，期望收益參考電價(jià)是令方案在壽命周期末達(dá)到盈利要求的最低電價(jià)。所述兩種參考電價(jià)可為獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)提供合理的收益區(qū)間，從而為獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的電價(jià)設(shè)置提供依據(jù)?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋱D；
[0031]圖2為本發(fā)明優(yōu)化計(jì)算流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面根據(jù)說明書附圖，詳細(xì)地介紹一下本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0033]獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)等通過各自的變流器接入交流微網(wǎng)系統(tǒng)。柴油發(fā)電機(jī)采用同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，直接并入交流微網(wǎng)。在優(yōu)化規(guī)劃設(shè)計(jì)中，忽略線路阻抗引起的損耗。
[0034]本發(fā)明建立了多目標(biāo)隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型。機(jī)會(huì)約束規(guī)劃采用置信度水平描述目標(biāo)函數(shù)和約束條件，提供了一種顯示表示風(fēng)險(xiǎn)程度的手段。機(jī)會(huì)約束規(guī)劃是在一定概率意義下達(dá)到最優(yōu)，主要用于解決約束條件中含有隨機(jī)變量且必須在觀測(cè)到隨機(jī)變量實(shí)現(xiàn)之前做出的決策優(yōu)化問題。隨機(jī)優(yōu)化的表現(xiàn)形式:
[0035]minf (X)
[0036](I)
[0037]s.t Pr {g(x, ξ )≤ O, j = I, 2,...k} > β
[0038]其中，X是n維決策變量，ξ為已知概率密度函數(shù)的隨機(jī)向量，f(x)為目標(biāo)函數(shù)，g(x, I)為隨機(jī)約束函數(shù)，Pr {g(x, ξ )≤0，j=l, 2，…k}>P表示g(x, ξ )中的事件成立的概率，為給定約束條件的置信水平。
[0039]選擇負(fù)荷容量缺失率(L0C，Loss of Capacity)作為概率約束條件，LOC是將系統(tǒng)備用容量計(jì)入凈負(fù)荷中，所得系統(tǒng)未滿足的負(fù)荷容量與整個(gè)負(fù)荷需求容量的比值。計(jì)入備用容量的凈負(fù)荷可表示如下:
[0040]P2 (t) = Pres (t) +P1 (t)=



rioadPprim (t) ^"^peakloadPpeakprim
[0041](2)
[0042]+rwindPwind ⑴ +rsolarPPv ⑴ +P1 ⑴
[0043]其中=P1U)表示t時(shí)刻系統(tǒng)凈負(fù)荷；P2(t)表示t時(shí)刻系統(tǒng)計(jì)入備用容量的凈負(fù)荷；PMS⑴為t時(shí)刻需要考慮的系統(tǒng)備用容量；rlMd為負(fù)荷的備用容量系數(shù)；Pj?ini(t)為t時(shí)刻的負(fù)荷有功需求；rpeaklMd為全年范圍內(nèi)峰值負(fù)荷的備用容量系數(shù)；Pp—為全年范圍內(nèi)的峰值負(fù)荷；rwind為風(fēng)力發(fā)電機(jī)的備用容量系數(shù)；Pwind(t)為t時(shí)刻風(fēng)力發(fā)電機(jī)的有功出力；rsolar為光伏發(fā)電的備用容量系數(shù)；Ppv(t)為t時(shí)刻光伏發(fā)電的有功功率。
[0044]LOC作為概率約束條件表示為:
[0045]
【權(quán)利要求】
1.一種獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)優(yōu)化規(guī)劃方法,其特征在于,包括: 獲取風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏電池、柴油發(fā)電機(jī)和所述儲(chǔ)能電池的設(shè)備參數(shù)； 基于風(fēng)速、大氣清潔指數(shù)、負(fù)荷隨機(jī)數(shù)據(jù)的概率模型，采用馬爾可夫狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率矩陣模擬上述隨機(jī)數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述設(shè)備參數(shù)和所述隨機(jī)數(shù)據(jù)，利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解，在求解過程中采用隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃，獲得所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化指標(biāo)，最終通過所述多目標(biāo)遺傳算法獲得優(yōu)化結(jié)果，并依據(jù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)獲取優(yōu)化結(jié)果的具體經(jīng)濟(jì)性信息； 所述隨機(jī)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真策略進(jìn)行模擬，以負(fù)荷容量缺失率為概率約束條件；所述負(fù)荷容量缺失率指將系統(tǒng)備用容量計(jì)入凈負(fù)荷中，所得系統(tǒng)未滿足的負(fù)荷容量與整個(gè)負(fù)荷需求容量的比值； 所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化指標(biāo)為全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值和污染物排放量，所述全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值為所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)在末年的資本金累計(jì)現(xiàn)金流凈現(xiàn)值；所述污染物排放量為全壽命周期內(nèi)各類污染物的排放總量； 所述經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)采用工程經(jīng)濟(jì)學(xué)中的動(dòng)態(tài)分析方法，所述動(dòng)態(tài)分析方法計(jì)入項(xiàng)目建設(shè)期、資本金比例、銀行貸款利息工程財(cái)務(wù)評(píng)估要素，獲得優(yōu)化結(jié)果對(duì)應(yīng)的還本付息參考電價(jià)和期望收益參考電價(jià)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解的過程中，選取所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)中風(fēng)力發(fā)電機(jī)的類型、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的臺(tái)數(shù)、柴油發(fā)電機(jī)的類型、柴油發(fā)電機(jī)的臺(tái)數(shù)，光伏電池的容量，儲(chǔ)能電池的類型、并聯(lián)支路數(shù)、電池用雙向變流器的容量為優(yōu)化變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，利用NSGA-1I多目標(biāo)遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解的過程中，建立了隨機(jī)機(jī)會(huì)·約束規(guī)劃模型，采用準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真策略進(jìn)行模擬，以負(fù)荷容量缺失率為概率約束條件，具體為: 以小時(shí)為仿真步長(zhǎng)，根據(jù)馬爾可夫狀態(tài)轉(zhuǎn)換概率矩陣生成的風(fēng)力資源、光照資源和負(fù)荷需求情況，對(duì)所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的全部設(shè)備進(jìn)行全壽命周期內(nèi)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)仿真，根據(jù)硬充電策略，確定每個(gè)仿真步長(zhǎng)內(nèi)，所述柴油發(fā)電機(jī)的啟停狀態(tài)和燃料消耗、所述儲(chǔ)能電池的充放電功率和剩余容量，以及所述仿真步長(zhǎng)內(nèi)未滿足的負(fù)荷量，計(jì)算得到全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值、污染物排放量和負(fù)荷容量缺失率，判斷負(fù)荷容量缺失率是否滿足預(yù)設(shè)的約束條件； 上述為一次完整的隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃迭代過程，根據(jù)預(yù)設(shè)的隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃迭代次數(shù)反復(fù)執(zhí)行所述隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃迭代過程，終止時(shí)可獲得整個(gè)隨機(jī)機(jī)會(huì)規(guī)劃過程中的負(fù)荷容量缺失率滿足約束條件的概率；若所述概率不低于預(yù)設(shè)的置信水平，認(rèn)為該決策是可行的，以所述迭代過程中的平均資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值和平均污染物排放量作為優(yōu)化指標(biāo)；若所述概率低于預(yù)設(shè)的置信水平，認(rèn)為該決策不可行，將不滿足約束條件個(gè)體的相關(guān)約束的絕對(duì)值之和作為懲罰項(xiàng)增加到目標(biāo)函數(shù)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲得所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)全壽命周期內(nèi)的資本金現(xiàn)金流收益凈現(xiàn)值的過程中，以資本金現(xiàn)金流量表作為分析依據(jù)，具體為: 獲取所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)及其設(shè)備的經(jīng)濟(jì)參數(shù)，根據(jù)所述經(jīng)濟(jì)參數(shù)，計(jì)算初始投資中的資本金金額和長(zhǎng)期銀行貸款金額，根據(jù)長(zhǎng)期銀行貸款金額和系統(tǒng)建設(shè)期確定建設(shè)期內(nèi)利息，得到含建設(shè)期利息的銀行欠款總額； 對(duì)系統(tǒng)壽命周期中的每一年，根據(jù)售電量和售電價(jià)格確定售電收益，根據(jù)設(shè)備剩余壽命確定殘值收益；根據(jù)銀行欠款額、長(zhǎng)期貸款利率和銀行還款年限確定還本付息費(fèi)用，根據(jù)設(shè)備替換情況確定更新費(fèi)用，根據(jù)設(shè)備開啟時(shí)間確定維護(hù)費(fèi)用，根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)燃料消耗和燃料價(jià)格確定燃料費(fèi)用；根據(jù)收益項(xiàng)計(jì)算該年的現(xiàn)金流入，根據(jù)費(fèi)用項(xiàng)計(jì)算該年的現(xiàn)金流出； 依據(jù)所述現(xiàn)金流入和現(xiàn)金流出，計(jì)算每一年的凈收益，所述凈收益在每年年初修正銀行欠款總額，得到該年的資本金累計(jì)凈現(xiàn)金流量，并根據(jù)折現(xiàn)率計(jì)算其凈現(xiàn)值，將系統(tǒng)壽命周期最后一年的資本金累計(jì)凈現(xiàn)金流量?jī)衄F(xiàn)值作為優(yōu)化中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述獨(dú)立微網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化結(jié)果的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)中，獲取還本付息參考電價(jià)和期望收益參考電價(jià)的方法為: 計(jì)算銀行還款年限內(nèi)的系統(tǒng)總成本現(xiàn)值，所述總成本現(xiàn)值為資本金金額與還款年限內(nèi)每年的現(xiàn)金流出之和；計(jì)算年售電總量，所述售電總量為每個(gè)步長(zhǎng)能得到滿足的負(fù)荷之和；根據(jù)還款期限內(nèi)的總收益現(xiàn)值等于該期限內(nèi)的總成本總現(xiàn)值，計(jì)算還本付息參考電價(jià)，所述還本付息參考電價(jià)反映了在還款期限內(nèi)還清銀行貸款的最低電價(jià)； 計(jì)算系統(tǒng)壽命周期內(nèi)的系統(tǒng)總成本現(xiàn)值，所述總成本現(xiàn)值為資本金金額、壽命周期內(nèi)每年的現(xiàn)金流出與最后一年系統(tǒng)殘值收益之和；計(jì)算年售電總量；根據(jù)預(yù)設(shè)的期望收益值，令系統(tǒng)在整個(gè)壽命周期內(nèi)的總盈利等于預(yù)設(shè)的期望收益值，計(jì)算期望收益參考電價(jià)，所述期望收益參考電價(jià)反映了系統(tǒng)達(dá)到`期望盈利要求的最低電價(jià)。
【文檔編號(hào)】G06Q10/04GK103854070SQ201410083264
【公開日】2014年6月11日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】郭力, 王成山, 余舟子, 趙波, 張雪松, 周丹 申請(qǐng)人:天津大學(xué), 國(guó)網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院