[发明专利]基于分布式估计算法楼宇负荷优化调度方法

权利要求书

1.基于分布式估计算法楼宇负荷优化调度方法，其特征在于：

步骤1：加载楼宇住户负荷用电数据，识别各类负荷类型，将楼宇住户负荷用电数据导入到相应的负荷模型中；

步骤2：算法参数设置和种群初始化，设置种群规模100和迭代次数300，种群个体变量中的子变量进行二进制编码；

步骤3：计算楼宇住户负荷模型目标函数，根据楼宇住户负荷模型的目标函数计算三维目标函数值；满足节约成本、绿色消费和电力可靠性的需求建立了三维优化调度的目标函数如下：

minF＝[C,V,U] (1)

其中，C、V、U分别为所有住户一天时间的用电总费用、总用电最大峰谷差和新能源丢弃率；T_d,j、P_d,j和c_d,j分别表示负荷d第j用电时段、功率和分时电价，n为负荷的总数量，H为24小时划分的时段数，w_j,gen、w_j,exp分别表示新能源装置第j时段产生的电量和消纳的电量；

步骤4：非支配排序改进分布式估计算法为多目标分布式估计算法，结合基于分时电价差概率模型改进多目标分布式估计算法，基于庄家法则非支配方法计算三维目标函数的支配系数，对支配系数进行由小到大排序；

步骤5：建立优秀种群的概率模型，选择非支配排序支配数最小的优秀个体，通过计算优秀个体各子变量的二进制编码为1的概率，建立优秀种群的概率模型；

步骤6：计算分时电价差概率模型并更新优秀种群的概率模型，通过分时电价差概率模型更新优秀种群的概率模型；

分时电价差概率模型的方法能够降低电价高峰时段用电量，并且增加电价低谷或平时段用电量，将一天24小时分为H个时段，各个时段分时电价差的数学模型如下：

其中，α表示峰谷电价差概率模型；p_i、p_j、p_β分别为i、j、β时段电价，α_ij表示i时段与j时段的分时电价影响因子；

基于分时电价影响因子更新后的合成概率模型如下：

其中，η_po,op、μ_po,op和α_po,op为种群变量po中子变量op更新后的合成概率、优秀种群概率和分时电价差概率因子；

步骤7：基于合成概率模型种群进行初始化，产生随机数大于合成概率模型中子变量的概率，则个体子变量取值为1，反之为0；

步骤8：判断是否满足输出条件，若不满足，返回到步骤3中继续种群迭代，若满足优化条件，则算法终止迭代，输出最后一代优化结果。

2.根据权利要求1中基于分布式估计算法楼宇负荷优化调度方法，其特征在于：

所述步骤1中，根据楼宇住户负荷用电信息类别，将楼宇住户负荷划分为可调度和不可调度负荷2大类，可调度包括某时段可平移负荷、某时段可中断负荷、充电负荷和新能源附加蓄电池负荷4类；

1)可平移负荷模型

可平移负荷在一定时间Δt₁内进行负荷用电转移，第i时段对某可平移负荷L_shiftable，其参与调度前后的时间分布如下：

其中，P_i^s表示可平移负荷在第i时段运行，T_i,start,T_i,end分别为可平移负荷在第i时段内最早开始运行时刻和最晚开始运行时刻；T_i.turn表示可平移负荷在第i时段内的连续运作时段；T_i,on表示可平移负荷住户用电启动时刻；

可平移负荷在第i时段内开始运行时刻T_i,on作为寻优求解的约束条件：

T_i,start≤T_i,on≤T_i,end (10)

2)可中断负荷模型

可中断负荷在一定时间Δt₂内停电，某可中断负荷L_{interruptable}，其参与调度前后的时间分布如下：

其中，表示可中断负荷在第i时段运行功率，T_on,start和T_on,end分别表示某一段时间内可中断负荷运行时刻开始和运行时刻结束；T_on,min和T_on,best分别表示可中断负荷最小运行时段和最佳运行时段；T_off,min、T_off,best和T_off,max分别表示可中断负荷最小、最佳和最大可中断时段；

可中断负荷的运行时间T_on,t和允许中断时间T_off,t作为寻优求解时的约束条件：

3)充电负荷模型

充电负荷提前Δt₃时段进行充电，某充电负荷L_inout，其参与调度前后的时间分布如式：

其中，表示充电负荷在第i时段的运行功率，T_on和T_off分别表示最大可调度的充电开始时刻和结束时刻；

充电负荷开始充电T_instart时刻和结束充电T_inend时刻作为寻优求解的约束条件：

充电负荷的电量约束：

其中，Cap_pre、η_ch、P_i和Cap分别表示充电负荷初始电量、充电效率、充电功率和最大可充电量；

4)新能源发电设备和附加储能负荷模型

新能源发电设备包含风力和光伏新能源装置，直接将电能用于楼宇住户，或者将多余电量储存在设备附加蓄电池中，新能源不发电时蓄电池将储存电能供给楼宇住户使用，新能源的发电量用于楼宇住户时的计算电价和电网分时电价一致；

新能源发电装置在一定时间Δt₄内进行发电，对新能源装置L_new，其参与调度前后的时间分布如式：

其中，表示新能源第i时段的发电功率，T_outstart、T_outend分别表示新能源发电开始时刻和结束时刻，T_instart、T_inend分别表示新能源发电储存在附加蓄电池开始时刻和结束时刻，T_Lstart、T_Lend分别表示新能源发电直接供给楼宇住户使用开始时刻和结束时刻；

新能源附加储能负荷，工作时段内中进行储存多余新能源的电量和直接供电给楼宇住户，其余时间挂起不进行任何操作，对新能源附加储能负荷L_storage，其参与调度前后的时间分布如式：

其中，表示附加储能负荷第i时段的充电功率或供电功率，T_beg、T_end分别表示附加储能负荷运行的开始时刻和结束时刻，T_instart、T_inend表示公式(16)中新能源发电储存在附加蓄电池开始时刻和结束时刻，T_SLstart、T_SLend分别表示新能源附加储能负荷供电给楼宇住户的开始时刻和结束时刻，T_hangstart、T_hangend分别表示新能源附加储能负荷挂起开始时刻和结束时刻。