太阳城集团

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一种电源电网综合优化方法.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201310561781.7

申请日:

2013.11.12

公开号:

CN103632207A

公开日:

2014.03.12

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 专利权人的姓名或者名称、地址的变更IPC(主分类):G06Q 10/04变更事项:专利权人变更前:中国海洋石油总公司变更后:中国海洋石油集团有限公司变更事项:地址变更前:100010 北京市东城区朝阳门北大街25号变更后:100010 北京市东城区朝阳门北大街25号变更事项:共同专利权人变更前:中海油研究总院 清华大学变更后:中海油研究总院有限责任公司 清华大学|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06Q 10/04申请日:20131112|||公开
IPC分类号: G06Q10/04(2012.01)I; G06Q50/06(2012.01)I 主分类号: G06Q10/04
申请人: 中国海洋石油总公司; 中海油研究总院; 清华大学
发明人: 谢小荣; 王建丰; 孙大卫; 魏澈; 李强; 刘国锋; 万光芬; 李雪
地址: 100010 北京市东城区朝阳门北大街25号
优先权:
专利代理机构: 北京纪凯知识产权代理有限公司 11245 代理人: 徐宁;关畅
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法律状态
申请(专利)号:

CN201310561781.7

授权太阳城集团号:

|||||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2018.04.10|||2016.09.21|||2014.04.09|||2014.03.12

法律状态类型:

太阳城集团专利权人的姓名或者名称、地址的变更|||授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

太阳城集团本发明涉及一种电源电网综合优化方法,其包括以下步骤:建立一电源电网综合优化系统,数据收集模块收集规划区的原始数据并对其电压等级做出初步优化;优化方案生成模块根据初步优化结果和原始数据,利用遗传算法生成M个电源电网综合优化方案;目标函数建立模块根据优化方案建立目标函数并给出相应约束条件;目标函数计算模块根据约束条件对M个优化方案均进行判断,得到满足约束条件的优化方案,并计算其目标函数;停电损失计算模块对满足约束条件的方案计算停电损失成本;根据接收到的目标函数计算结果和停电损失成本,优化方案生成模块采用遗传算法对满足约束条件的优化方案进行优化处理,生成成本最小的电源电网综合优化方案并输出。

权利要求书

权利要求书
1.  一种电源电网综合优化方法,其包括以下步骤:
1)建立一包括数据收集模块、优化方案生成模块、目标函数建立模块、目标函数计算模块、停电损失计算模块和优化方案生成模块的电源电网综合优化系统;
2)在数据收集模块中,收集并分析规划区的人口数量、经济水平、地理环境、资源状况、电力负荷特性和负荷密度数据,并根据收集的数据对规划区的电力负荷进行预测,根据电力负荷预测结果,对规划区的电压等级做出初步优化并将优化结果传输至优化方案生成模块;收集规划区的已有电源及电网运行的历史数据、可建电源点、可建线路的输电走廊数、可建线路条数、可建电厂的位置数以及可建机组台数作为电源电网综合优化原始数据传输至优化方案生成模块;
3)优化方案生成模块根据规划区的电压等级初步优化结果和电源电网综合优化原始数据,利用遗传算法中生成初始种群的函数生成M个电源电网综合优化方案并传输至目标函数建立模块;
4)目标函数建立模块根据生成的M个电源电网综合优化方案建立电源电网综合优化的目标函数并对目标函数给出约束条件,建立的目标函数和约束条件传输至目标函数计算模块;
5)目标函数计算模块根据约束条件对M个电源电网综合优化方案均进行判断,并将满足约束条件的电源电网综合优化方案传输至停电损失计算模块;对满足约束条件的电源电网综合优化方案的目标函数进行计算,并将计算结果传输至优化方案生成模块;
6)停电损失计算模块对满足约束条件的电源电网综合优化方案计算停电损失成本,并将计算结果传输至优化方案生成模块;
7)根据接收到的满足约束条件的电源电网综合优化方案的目标函数和停电损失成本,优化方案生成模块采用遗传算法对满足约束条件的电源电网综合优化方案进行优化处理,生成成本最小的电源电网综合优化方案并输出。

2.  如权利要求1所述的一种电源电网综合优化方法,其特征在于:所述步骤4)中,以发电机组和输电线路为优化变量,采用直流潮流方程模拟电力网络,以新建电厂、已建电厂、新建线路、已建线路的固定投资、运行费用之和最小为目标函数主体,建立的电源电网综合优化的目标函数为:
C=B+F,
式中,C为电源与电网运行的总成本;B为电源优化成本;F为电网优化成本;
B=K×Σt=1T(It+Ct+Pt),]]>
F=K×Σ(i,j)∈NALcij×nij+Σ(i,j)∈NLSij×8760×f,]]>
T为优化总年数;t表示第几年;K为现值与等年值的转换系数;It为第t年新建电厂或机组的固定投资费用;Ct为第t年投产的所有电厂和机组的运行费用;Pt为第t年建设方案的罚函数;cij是线路i-j的建设费用,nij是线路i-j的新建条数,NAL是待选线路集合,NL是所规划区域的电力系统中所有线路集合,Sij是线路i-j的线路损失,K为现值与等年值的转换系数,f是电价系数。

3.  如权利要求1所述的一种电源电网综合优化方法,其特征在于:所述步骤4)中,对目标函数给出的约束条件为:新建机组数的整数性约束、总装机机组数的整数性约束、电厂投产机组数的整数性约束、电力平衡约束、电量平衡约束、N安全运行条件和N-1安全运行条件下的电力网络潮流约束、N安全运行条件和N-1安全运行条件下的线路潮流限制以及N安全运行条件和N-1安全运行条件下的待建线路走廊架线数目约束。

4.  如权利要求2所述的一种电源电网综合优化方法,其特征在于:所述步骤4)中,对目标函数给出的约束条件为:新建机组数的整数性约束、总装机机组数的整数性约束、电厂投产机组数的整数性约束、电力平衡约束、电量平衡约束、N安全运行条件和N-1安全运行条件下的电力网络潮流约束、N安全运行条件和N-1安全运行条件下的线路潮流限制以及N安全运行条件和N-1安全运行条件下的待建线路走廊架线数目约束。

5.  如权利要求1或2或3或4所述的一种电源电网综合优化方法,其特征在于:所述步骤6)中,停电损失成本为:
TS=IIEAR×EEENS=IIEAR×Σq∈SFLq,rΠj∈ShPqjΠk∈SH(1-Pqk),]]>
式中,IIEAR为缺电损失评价率,EEENS为电量不足期望值;SF为电力系统故障状态集合;Sh和SH分别为发生故障状态q时的故障设备集合和正常设备集合;Pqj和Pqk分别为故障状态q下设备j和k的故障停运概率;Lq,r为第r种负荷水平下发生故障状态q时节点的切负荷量。

6.  如权利要求1或2或3或4所述的一种电源电网综合优化方法,其特征在于:所述步骤7)中,优化方案生成模块采用遗传算法对满足约束条件的电源电网综合优化方案进行优化处理,其包括以下步骤:
①对新建机组数量和新建线路数量进行实数编码;
②将满足约束条件的电源电网综合优化方案作为初始种群,并计算其适应度,具体为:满足约束条件的电源电网综合优化方案的目标函数加上其停电损失成本,对目标函数与其停电损失成本之和取倒数,得到满足约束条件的电源电网综合优化方案的 适应度;
③利用轮盘赌和精英保留结合的方式选择适应度高的电源电网综合优化方案,并将其作为父代个体;采用单点交叉和单点变异的方式产生新的电源电网综合优化方案并将其作为新的个体;
④重复步骤②和步骤③的操作,计算新生成电源电网综合优化方案的适应度,并再次生成新的电源电网综合优化方案,继续迭代;
⑤循环至预设代数时结束循环,生成并输出成本最小的电源电网综合优化方案。

7.  如权利要求5所述的一种电源电网综合优化方法,其特征在于:所述步骤7)中,优化方案生成模块采用遗传算法对满足约束条件的电源电网综合优化方案进行优化处理,其包括以下步骤:
①对新建机组数量和新建线路数量进行实数编码;
②将满足约束条件的电源电网综合优化方案作为初始种群,并计算其适应度,具体为:满足约束条件的电源电网综合优化方案的目标函数加上其停电损失成本,对目标函数与其停电损失成本之和取倒数,得到满足约束条件的电源电网综合优化方案的适应度;
③利用轮盘赌和精英保留结合的方式选择适应度高的电源电网综合优化方案,并将其作为父代个体;采用单点交叉和单点变异的方式产生新的电源电网综合优化方案并将其作为新的个体;
④重复步骤②和步骤③的操作,计算新生成电源电网综合优化方案的适应度,并再次生成新的电源电网综合优化方案,继续迭代;
⑤循环至预设代数时结束循环,生成并输出成本最小的电源电网综合优化方案。

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