专利摘要

一种计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法：建立包含风力发电、光伏发电、蓄电池、柴油发电机、燃料电池的交直流混合微网优化运行数学模型，交直流混合微网数学模型包含考虑电网购电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本及微源余电上网收益构建的多目标、多约束及非线性的目标函数，且数学模型服从微网内部功率平衡、可控微源爬坡率、单位时间蓄电池充放电上下限、蓄电池荷电状态上下限、蓄电池前后时间段功率平衡及蓄电池荷电状态不变的约束条件；对基本列队竞争算法进行改进，得到改进列队竞争算法；用改进列队竞争算法求解交直流混合微网优化运行数学模型。本发明能有效减少微网运行成本，促进新能源消纳率。

权利要求

1.一种计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)计及微源余电上网，建立包含风力发电、光伏发电、蓄电池、柴油发电机、燃料电池的交直流混合微网优化运行数学模型，所述的交直流混合微网优化运行数学模型包含考虑电网购电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本及微源余电上网收益，所构建的多目标、多约束及非线性的目标函数，且所述的交直流混合微网优化运行数学模型服从微网内部功率平衡、可控微源爬坡率、单位时间蓄电池充放电上下限、蓄电池荷电状态上下限、蓄电池前后时间段功率平衡及蓄电池荷电状态不变的约束条件；其中，

所述的电网购电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本及微源余电上网收益，具体如下：

(1)电网购电成本FGrid：

式中，ΔT为向电网购电的时间段；T为一天内总时段；t为一天内各时段；为交直流混合微网向电网购电电量；为相应时间段内电网售电价格；

(2)微源燃料成本Ffuel：

ηFC＝-0.0023×PFC+0.6735

式中，FFCfuel为燃料电池的燃料成本；FDEGfuel为柴油发电机的燃料成本；CFC为燃料电池的燃料单价；LHV为燃料气体的低热值；PFC为燃料电池的输出功率；PDEG为柴油发电机的输出功率；a、b、c为柴油发电机发电系数，由柴油机生产厂家给出；ηFC为燃料电池的发电效率；

(3)环境效益成本Fen：

式中，N为微源个数，M为污染物的类型，αj为相应污染物的折算成本，单位为元/kg，EFi,j为第i个微源产生的第j种污染物的单位排放量，kg/kW，Pi为第i个微源的输出功率；

(4)网损Floss：

式中，FILCloss为换流器损耗；FACloss为交流区网损；FDCloss为直流区网损；WT为风力发电；PV为光伏发电；ES为蓄电池；FC为燃料电池；ηi为微源i的发电效率；Pk、Qk为支路k传输的有功、无功功率；l为交流区支路总数；L为交直流混合微网支路总数，则直流区支路数为L-l；Rk为支路k的电阻；Uk为支路k的电压有效值；

(5)运行维护成本Fom：

式中：βi为第i个微源的运行维护成本系数；Pi为第i个微源的输出功率；

(6)微源余电上网收益FGRID：

式中：ΔT表示微源可以实现余电上网时的时间段；T是微源余电上网的总时间段；N1是可以实现余电上网的微源的个数；是在第t个时段内发电成本小于电网上网费用的微源k输出功率；为第t个时段内微源余电上网价格；是第k个可以实现余电上网的微源在第t个时段内的发电成本；

所述的目标函数表示如下：

F＝(1-λ)×(FGrid+Ffuel+Fen+Fom-FGRID)+λ×Floss

式中，F为目标函数；λ为网损成本系数；FGrid为电网购电成本；Ffuel为微源燃料成本；Fen为环境效益成本；Fom为运行维护成本；FGRID为微源余电上网收益；Floss为网损；

2)对基本列队竞争算法进行改进，得到改进列队竞争算法；所述的对基本列队竞争算法进行改进是:

(1)将基本列队竞争算法的单向繁殖迭代公式：

xwc＝ac+Cc×rand w＝1,2,…W,c＝1,2,…s

改进为双向繁殖公式如下：

式中，xwc表示第w个家族产生的第c个家族子代个体；ac表示第c个家族子代个体的取值下限；bc表示第c个家族子代个体的取值上限；Cc＝bc-ac，表示第c个家族子代个体的取值范围；xw,s+c表示第w个家族产生的第s+c个家族子代个体；bs+c表示第s+c个家族子代个体的取值上限；Cs+c表示第s+c个家族子代个体的取值范围；W表示家族父代总个数；s表示每个家族中的子代个体总数；

(2)将基本列队竞争算法中的收缩迭代公式：

Dw(G+1)＝ε×Dw(G) w＝1,2,…W

改进为：

Dw(G+1)＝(W-w)÷W×ε×Dw(G) w＝1,2,…W

式中，ε表示收缩比；Dw(G)表示第G次迭代的搜索区域的边长；Dw(G+1)表示第G+1次迭代的搜索区域的边长；W表示家族父代总个数；

3)用改进列队竞争算法求解交直流混合微网优化运行数学模型；包括：

(1)随机生成W个家族父代，代入交直流混合微网优化运行数学模型中，计算每个家族父代的适应度值；

(2)采用升序排列，对W个家族父代进行排序；

(3)确定每个家族父代的搜索空间，列队中越靠前的家族父代搜索空间越小，Lw和Hw分别为第w个家族父代的搜索下限和搜索上限，在求解过程中，Lw和Hw分别为各微源的出力范围，Dw＝Hw-Lw，w＝1,2,…,W，则第w个家族父代的搜索空间Sw为：

Sw＝w×Dw÷W

第w个家族父代的搜索空间是以第w个家族父代为中心，以Dw为边长向量的一个矩形区域，W取值范围为5～10；

(4)每个家族在各自搜索空间内繁殖，按照双向繁殖公式随机产生2s个均匀分布的家族子代个体，A＝a1,a2,…,as和B＝b1,b2,…,bs分别为家族子代的取值下限和上限，搜索空间大小C＝B-A，繁殖迭代公式如下：

式中，xwc为第w个家族中生成的第c个家族子代个体；rand为区间[0,1]上均匀分布的随机数；

(5)2s个家族子代与家族父代一起进行纵向生存竞争，即将家族子代和父代分别代入到交直流混合微网优化运行数学模型的目标函数中，保留适应度值最好的1个个体，代表家族进行横向地位竞争；

(6)进行第k次迭代之后，所有家族收缩搜索空间，通过减少搜索区域的边长来实现收缩搜索空间：

Dw(G+1)＝(W-w)÷W×ε×Dw(G)

其中，Dw(G)表示第G次迭代的搜索区域的边长；Dw(G+1)表示第G+1次迭代的搜索区域的边长；ε为收缩比，取值范围在(0,1)之间，ε值越小收缩越快；

(7)判断算法是否达到设定的迭代次数，若否则回到第(2)步，若是算法结束，此时列队中剩余一个个体，该个体即为交直流混合微网优化运行数学模型的解。

2.根据权利要求1所述的计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法，其特征在于，步骤1)所述的约束条件包括：

微网内部功率平衡约束条件：

可控微源爬坡率约束条件：

Pit-Pit-1≤riΔt

单位时间蓄电池充放电上下限约束条件：

蓄电池荷电状态上下限约束条件：

Socmin≤Soct≤Socmax

蓄电池前后时间段功率平衡约束条件：

蓄电池荷电状态不变约束条件：

Socinitial＝Socend

其中，N为微源个数；表示第t个时段第i个微源出力；表示第t个时段从电网购电功率；为第t个时段蓄电池功率变化量，放电为正，充电为负；分别表示第t个时段交、直流区负荷；N1为第t个时段可以实现余电上网的微源个数；为是在第t个时段内发电成本小于电网上网费用的微源k输出功率；Pit表示第t个时段微源i的输出功率；ri为第i个微源的单位时间爬坡率；Δt表示在可控微源出力时段内的单位时间段；为第t个时段蓄电池功率变化量的绝对值；为第t个时段蓄电池功率变化量的限值；Soct为第t个时段蓄电池的荷电状态；Socmin、Socmax分别为荷电状态的上下限值；uu表示充放电系数，充电时为1，放电时为-1；ηES为蓄电池充放电效率，这里取95％；ΔT表示蓄电池充放电时间内单位时间段；QES为蓄电池额定容量；Socinitial、Socend为荷电状态的初始值和最终值。

说明书

技术领域

本发明涉及一种交直流混合微网优化运行方法。特别是涉及一种计及微源余电上 网的交直流混合微网优化运行方法。

背景技术

随着社会的进步和发展和人们日益增长的物质需求，电力行业面临传统能源的枯 竭和电力需求的增长之间的矛盾，寻求新型发电能源迫在眉睫。光伏发电(photovoltaics, PV)、风力发电(wind turbine,WT)、燃料电池(fuel cell,FC)及柴油发电机(dieselgenerator,DEG)由于具有对可再生能源的高效利用、环境效益较好、安装地点灵活等优点 受到广泛关注，并把这类电源统称为分布式电源(distributed generation,DG)。虽然分布 式发电就有显著的优势，但是其输出功率的不确定性和间歇性限制了大规模的开发利用。 微网(microgrid,MG)可以对分布式电源统一管理控制，促进新能源的大规模消纳利用，国 内外已建立多个微网示范工程用于微网控制和可靠运行技术的研究。交直流混合微网包含 分布式电源、交直流负荷、储能装置和电力电子设备，能够实现对分布式电源的统一管理调 度，同时满足交流和直流负荷的用电需求，减少电力电子设备的使用，降低谐波污染，是当 前研究的重点和难点。

目前常用的智能算法寻优效果良好，但仍存在一些收敛速度慢或者达不到收敛精 度要求等问题，因此需要尝试新的智能算法。列队竞争算法(Line-up CompetitionAlgorithm,LCA)由武汉理工大学鄢烈祥教授于1998年首次提出，算法模拟进化过程中始终 保持独立并行进化的家族，通过家族内部的纵向生存竞争和家族之间的横向地位竞争双重 竞争方法，来提高算法收敛精度。生存竞争指同一家族内繁殖的子代为生存进行的竞争，最 后只剩下一个最优秀的个体代表自己的家族，地位竞争指不同家族之间的地位竞争,根据 各个家族目标函数值的大小排列成一个列队，越优秀的家族在列队中越靠前。经过双重竞 争之后，列队中的首位个体不断更新被其他家族个体所取代，提高了算法的收敛精度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能有效减少微网运行成本，促进新能源 消纳率的计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法。

本发明所采用的技术方案是：一种计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行 方法，包括如下步骤：

1)计及微源余电上网，建立包含风力发电、光伏发电、蓄电池、柴油发电机、燃料电 池的交直流混合微网优化运行数学模型，所述的交直流混合微网数学模型包含考虑电网购 电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本及微源余电上网收益，所构建的 多目标、多约束及非线性的目标函数，且所述的交直流混合微网优化运行数学模型服从微 网内部功率平衡、可控微源爬坡率、单位时间蓄电池充放电上下限、蓄电池荷电状态上下 限、蓄电池前后时间段功率平衡及蓄电池荷电状态不变的约束条件；

2)对基本列队竞争算法进行改进，得到改进列队竞争算法；

3)用改进列队竞争算法求解交直流混合微网优化运行数学模型。

步骤1)所述的电网购电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本 及微源余电上网收益，具体如下：

(1)电网购电成本F_Grid：

式中，△T为向电网购电的时间段；T为一天内总时段；t为一天内各时段； 为交 直流混合微网向电网购电电量； 为相应时间段内电网售电价格；

(2)微源燃料成本F_fuel：

η_FC＝-0.0023×P_FC+0.6735

式中，F_FCfuel为燃料电池的燃料成本；F_DEGfuel为柴油发电机的燃料成本；C_FC为燃料 电池的燃料单价；LHV为燃料气体的低热值；P_FC为燃料电池的输出功率；P_DEG为柴油发电机的 输出功率；a、b、c为柴油发电机发电系数，由柴油机生产厂家给出；η_FC为燃料电池的发电效 率；

(3)环境效益成本F_en：

式中，N为微源个数，M为污染物的类型，α_j为相应污染物的折算成本，单位为元/ kg，EF_i,j为第i个微源产生的第j种污染物的单位排放量，kg/kW，P_i为第i个微源的输出功 率；

(4)网损F_loss：

式中，F_ILCloss为换流器损耗；F_ACloss为交流区网损；F_DCloss为直流区网损；WT为风力 发电；PV为光伏发电；ES为蓄电池；FC为燃料电池；η_i为微源i的发电效率；P_k、Q_k为支路k传输 的有功、无功功率；l为交流区支路总数；L为交直流混合微网支路总数，则直流区支路数为 L-l；R_k为支路k的电阻；U_k为支路k的电压有效值；

(5)运行维护成本F_om：

式中：β_i为第i个微源的运行维护成本系数。

(6)微源余电上网收益F_GRID：

式中：△T表示微源可以实现余电上网时的时间段；T是微源余电上网的总时间段； N1是可以实现余电上网的微源的个数； 是在第t个时段内发电成本小于电网上网费用的 微源k输出功率； 为第t个时段内微源余电上网价格； 是第k个可以实现余电上网的微 源在第t个时段内的发电成本。

步骤1)所述的目标函数F表示如下：

F＝(1-λ)×(F_Grid+F_fuel+F_en+F_om-F_GRID)+λ×F_loss

式中，λ为网损成本系数；F_Grid为电网购电成本；F_fuel为微源燃料成本；F_en为环境效 益成本；F_om为运行维护成本；F_GRID为微源余电上网收益；F_loss为网损折算成本。

步骤1)所述的约束条件包括：

微网内部功率平衡约束条件：

可控微源爬坡率约束条件：

P_i^t-P_i^t-1≤r_i△t

单位时间蓄电池充放电上下限约束条件。

蓄电池荷电状态上下限约束条件。

Soc_min≤Soc^t≤Soc_max

蓄电池前后时间段功率平衡约束条件：

蓄电池荷电状态不变约束条件：

Soc_initial＝Soc_end

其中，N为微源个数； 表示第t个时段第i个微源出力； 表示第t个时段从电网 购电功率； 为第t个时段蓄电池功率变化量，放电为正，充电为负； 分别表示第t 个时段交、直流区负荷；N1为第t个时段可以实现余电上网的微源个数； 为第k个可以实 现余电上网的微源在第t个时段的上网电量；P_i^t表示第t个时段微源i的输出功率；r_i为第i 个微源的单位时间爬坡率；△t表示在可控微源出力时段内的单位时间段； 为第t个时段 蓄电池功率变化量的绝对值； 为第t个时段蓄电池功率变化量的限值；Soc^t为第t个时 段蓄电池蓄电池的荷电状态；Soc_min、Soc_max分别为荷电状态的上下限值；uu表示充放电系 数，充电时为1，放电时为-1；η_ES为蓄电池充放电效率，这里取95％；△T表示蓄电池充放电时 间内单位时间段；Q_ES为蓄电池额定容量；Soc_initial、Soc_end为荷电状态的初始值和最终值。

步骤2)所述的对基本列队竞争算法进行改进是:

(1)将基本列队竞争算法的单向繁殖迭代公式：

x_wc＝a_c+C_c×rand w＝1,2,…W,c＝1,2,…s

改进为双向繁殖公式如下：

式中，x_wc表示第w个家族产生的第c个家族子代个体；a_c表示第c个家族子代个体的 取值下限；b_c表示第c个家族子代个体的取值上限；W表示家族总个数；s表示每个家族中的 子代个体总数。

(2)将基本列队竞争算法中的收缩迭代公式：

D_w(G+1)＝ε×D_w(G) w＝1,2,…W

改进为：

D_w(G+1)＝(W-w)÷W×ε×D_w(G) w＝1,2,…W

式中，ε表示收缩比；D_w(G)表示第G次迭代的搜索区域的边长；W表示家族总个数。

步骤3)所述的用改进列队竞争算法求解交直流混合微网优化运行数学模型，包 括：

(1)随机生成W个家族父代，代入交直流混合微网优化运行数学模型中，计算每个 家族父代的适应度值；

(2)采用升序排列，对W个家族父代进行排序；

(3)确定每个家族父代的搜索空间，列队中越靠前的家族父代搜索空间越小，L_w和 H_w分别为第w个家族父代的搜索下限和搜索上限，在求解过程中，L_w和H_w分别为各微源的出 力范围，D_w＝H_w-L_w，w＝1,2,…,W，则第w个家族父代的搜索空间S_w为：

S_w＝w×D_w÷W

第w个家族父代的搜索空间是以家族父代w为中心，以D_w为边长向量的一个矩形区 域，W取值范围为5～10。

(4)每个家族在各自搜索空间内繁殖，按照双向繁殖公式随机产生2s个均匀分布 的家族子代个体，A＝a₁,a₂,…,a_s和B＝b₁,b₂,…,b_s分别为家族子代的取值下限和上限，搜 索空间大小C＝B-A，繁殖迭代公式如下：

式中，x_wc为第w个家族中生成的第c个个体；rand为区间[0,1]上均匀分布的随机 数；

(5)2s个家族子代与家族父代一起进行纵向生存竞争，即将家族子代和父代分别 代入到交直流混合微网优化运行数学模型的目标函数中，保留适应度值最好的1个个体，代 表家族进行横向地位竞争；

(6)进行第k次迭代之后，所有家族收缩搜索空间，通过减少搜索区域的边长来实 现收缩搜索空间：

D_w(G+1)＝(W-w)÷W×ε×D_w(G)

其中，D_w(G)表示第G次迭代的搜索区域的边长；ε为收缩比，取值范围在(0,1)之 间，ε值越小收缩越快；

(7)判断算法是否达到设定的迭代次数，若否则回到第(2)步，若是算法结束，此时 列队中剩余一个个体，该个体即为交直流混合微网优化运行数学模型的解。

本发明的计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法，能有效减少微网运 行成本，促进新能源消纳率。本发明具有如下优点：

1、本发明建立的交直流混合微网数学模型，考虑了电网购电成本、微源燃料成本、 环境效益成本、网损、运行维护成本及微源余电上网收益，目标函数服从微网内部功率平 衡、可控微源爬坡率、单位时间蓄电池充放电上下限、蓄电池荷电状态上下限、蓄电池前后 时间段功率平衡及蓄电池荷电状态不变的约束条件，便于方法应用到实际工程中；

2、将改进列队竞争算法成功应用到交直流混合微网优化运行的目标函数求解中， 为交直流混合微网优化运行提供一种新方法和新思路；

3、计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法具有显著的有效性和经济 性，有利于交直流混合微网的经济运行。

附图说明

图1是本发明中列队竞争算法流程图；

图2是本发明中交直流混合微网典型网架结构；

图3本发明改进列队竞争算法收敛情况图；

图4是本发明交流区各微源出力情况图；

图5是本发明交流区运行成本曲线；

图6是本发明直流区各微源出力情况图；

图7是本发明直流区运行成本曲线；

图8是蓄电池SOC变化曲线；

图9是本发明中微源余电上网的电量；

图10是本发明中交直流混合微网的运行成本及微源余电上网收益曲线。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的计及微源余电上网的交直流混合微网优化运 行方法做出详细说明。

本发明的一种计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法，以交直流混合 微网的经济优化运行为研究重点，通过建立经济优化运行数学模型，并应用改进列队竞争 算法求解目标函数，验证数学模型的可行性。

本发明的计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法，包括如下步骤：

1)计及微源余电上网，针对包含风力发电、光伏发电、蓄电池、柴油发电机、燃料电 池的交直流混合微网，建立交直流混合微网优化运行数学模型，所述的交直流混合微网数 学模型包含考虑电网购电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本及微源 余电上网收益，所构建的多目标、多约束及非线性的目标函数，且所述的交直流混合微网优 化运行数学模型服从微网内部功率平衡、可控微源爬坡率、单位时间蓄电池充放电上下限、 蓄电池荷电状态上下限、蓄电池前后时间段功率平衡及蓄电池荷电状态不变的约束条件， 其中：

所述的电网购电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本及微源 余电上网收益，具体如下：

(1)电网购电成本F_Grid：

式中，△T为向电网购电的时间段；T为一天内总时段；t为一天内各时段； 为交 直流混合微网向电网购电电量； 为相应时间段内电网售电价格；

(2)微源燃料成本F_fuel：

η_FC＝-0.0023×P_FC+0.6735

式中，F_FCfuel为燃料电池的燃料成本；F_DEGfuel为柴油发电机的燃料成本；C_FC为燃料 电池的燃料单价；LHV为燃料气体的低热值；P_FC为燃料电池的输出功率；P_DEG为柴油发电机的 输出功率；a、b、c为柴油发电机发电系数，由柴油机生产厂家给出；η_FC为燃料电池的发电效 率；

(3)环境效益成本F_en：

式中，N为微源个数，M为污染物的类型，α_j为相应污染物的折算成本，单位为元/ kg，EF_i,j为第i个微源产生的第j种污染物的单位排放量，kg/kW，P_i为第i个微源的输出功 率；不同污染物的折算成本和不同微源的排放因子如表1所示。

表1折算成本和排放因子

(4)网损F_loss：

式中，F_ILCloss为换流器损耗；F_ACloss为交流区网损；F_DCloss为直流区网损；WT为风力 发电；PV为光伏发电；ES为蓄电池；FC为燃料电池；η_i为微源i的发电效率；P_k、Q_k为支路k传输 的有功、无功功率；l为交流区支路总数；L为交直流混合微网支路总数，则直流区支路数为 L-l；R_k为支路k的电阻；U_k为支路k的电压有效值；

(5)运行维护成本F_om：

式中：β_i为第i个微源的运行维护成本系数。β_i具体数值可取：

其中，β_FC为燃料电池的运行维护成本系数；β_DEG为柴油发电机的运行维护成本系 数；β_ES为蓄电池的运行维护成本系数。

(6)微源余电上网收益F_GRID：

式中：△T表示微源可以实现余电上网时的时间段；T是微源余电上网的总时间段； N1是可以实现余电上网的微源的个数； 是在第t个时段内发电成本小于电网上网费用的 微源k输出功率； 为第t个时段内微源余电上网价格； 是第k个可以实现余电上网的微 源在第t个时段内的发电成本。

所述的目标函数F表示如下：

F＝(1-λ)×(F_Grid+F_fuel+F_en+F_om-F_GRID)+λ×F_loss

式中，λ为网损成本系数；F_Grid为电网购电成本；F_fuel为微源燃料成本；F_en为环境效 益成本；F_om为运行维护成本；F_GRID为微源余电上网收益；F_loss为网损折算成本。

所述的约束条件包括：

微网内部功率平衡约束条件：

可控微源爬坡率约束条件：

P_i^t-P_i^t-1≤r_i△t

单位时间蓄电池充放电上下限约束条件。

蓄电池荷电状态上下限约束条件。

Soc_min≤Soc^t≤Soc_max

蓄电池前后时间段功率平衡约束条件：

蓄电池荷电状态不变约束条件：

Soc_initial＝Soc_end

其中，N为微源个数； 表示第t个时段第i个微源出力； 表示第t个时段从电网 购电功率； 为第t个时段蓄电池功率变化量，放电为正，充电为负； 分别表示第t 个时段交、直流区负荷；N1为第t个时段可以实现余电上网的微源个数； 为第k个可以实 现余电上网的微源在第t个时段的上网电量；P_i^t表示第t个时段微源i的输出功率；r_i为第i 个微源的单位时间爬坡率；△t表示在可控微源出力时段内的单位时间段； 为第t个时段 蓄电池功率变化量的绝对值； 为第t个时段蓄电池功率变化量的限值；Soc^t为第t个时 段蓄电池蓄电池的荷电状态；Soc_min、Soc_max分别为荷电状态的上下限值；uu表示充放电系 数，充电时为1，放电时为-1；η_ES为蓄电池充放电效率，这里取95％；△T表示蓄电池充放电时 间内单位时间段；Q_ES为蓄电池额定容量；Soc_initial、Soc_end为荷电状态的初始值和最终值。

2)对基本列队竞争算法进行改进，得到改进列队竞争算法，如图1所示，所述的对 基本列队竞争算法进行改进是:

(1)基本列队竞争算法的繁殖迭代是从各变量的下限加一个随机位移量产生的s 个子代个体，将基本列队竞争算法的单向繁殖迭代公式：

x_wc＝a_c+C_c×rand w＝1,2,…W,c＝1,2,…s

改进列队竞争算法增加一倍数量的家族子代个体,在基本列队竞争的基础上再通 过各变量的上限减去一个随机位移量产生家族子代个体，由双向繁殖共产生2s个家族子代 个体，改进为双向繁殖公式如下：

式中，x_wc表示第w个家族产生的第c个家族子代个体；a_c表示第c个家族子代个体的 取值下限；b_c表示第c个家族子代个体的取值上限；W表示家族总个数；s表示每个家族中的 子代个体总数。

这2s个家族子代个体与家族父代一起进行纵向生存竞争，保留最优秀的家族个 体，代表家族进行横向地位竞争。

(2)基本列队竞争算法第w个家族从第G代到第G+1代的繁殖迭代，收缩比ε取值范 围在(0,1)之间的定值，为了增加搜索区域较大的家族进行家族内部的全局搜索的机会，将 基本列队竞争算法中的收缩迭代公式：

D_w(G+1)＝ε×D_w(G) w＝1,2,…W

改进为：

D_w(G+1)＝(W-w)÷W×ε×D_w(G) w＝1,2,…W

式中，ε表示收缩比；D_w(G)表示第G次迭代的搜索区域的边长；W表示家族总个数。 可以看出列队中越靠前的家族搜索空间越小，其收缩速度越慢，列队中越靠后的家族搜索 空间越大，其收缩速度越快，有利于算法找到全局最优解。

3)用改进列队竞争算法求解交直流混合微网优化运行数学模型，验证计及微源余 电上网的交直流混合微网优化运行方法的有效性和经济性。包括：

(1)随机生成W个家族父代，代入交直流混合微网优化运行数学模型中，计算每个 家族父代的适应度值；

(2)采用升序排列，对W个家族父代进行排序；

(3)确定每个家族父代的搜索空间，列队中越靠前的家族父代搜索空间越小，L_w和 H_w分别为第w个家族父代的搜索下限和搜索上限，在求解过程中，L_w和H_w分别为各微源的出 力范围，D_w＝H_w-L_w，w＝1,2,…,W，则第w个家族父代的搜索空间S_w为：

S_w＝w×D_w÷W

第w个家族父代的搜索空间是以家族父代w为中心，以D_w为边长向量的一个矩形区 域，当家族数量W较大时，会使各家族的搜索空间重叠，降低搜索效率。W取值范围为5～10。

(4)每个家族在各自搜索空间内繁殖，按照双向繁殖公式随机产生2s个均匀分布 的家族子代个体，A＝a₁,a₂,…,a_s和B＝b₁,b₂,…,b_s分别为家族子代的取值下限和上限，搜 索空间大小C＝B-A，繁殖迭代公式如下：

式中，x_wc为第w个家族中生成的第c个个体；rand为区间[0,1]上均匀分布的随机 数；

(5)2s个家族子代与家族父代一起进行纵向生存竞争，即将家族子代和父代分别 代入到交直流混合微网优化运行数学模型的目标函数中，保留适应度值最好的1个个体，代 表家族进行横向地位竞争；

(6)进行第k次迭代之后，所有家族收缩搜索空间，通过减少搜索区域的边长来实 现收缩搜索空间：

D_w(G+1)＝(W-w)÷W×ε×D_w(G)

其中，D_w(G)表示第G次迭代的搜索区域的边长；ε为收缩比，取值范围在(0,1)之 间，ε值越小收缩越快；

(7)判断算法是否达到设定的迭代次数，若否则回到第(2)步，若是算法结束，此时 列队中剩余一个个体，该个体即为交直流混合微网优化运行数学模型的解。

下面给出实例：

本发明的实例考虑如图2所示的交直流混合微网，图中MS代表微源，Load代表负 荷。对于交流区与直流区之间的潮流控制器采用双向潮流控制器，实现交流区和直流区之 间的功率流通，从而降低微网运行成本，提高对微源的利用率。算例中直流区包含燃料电 池、光伏发电及蓄电池，交流区包含柴油发电机和风力发电，交流区和直流区之间通过换流 器连接，各微源参数如表2所示。蓄电池容量为250kW·h，始末时刻的荷电状态为0.3，SOC变 化范围为0.3～0.9。本发明微源余电上网电量由各时刻单位电量电网购电成本和微源发电 成本比较得出。为促进可再生能源消纳，本文确定微源余电上网价格时，不考虑大电网收 益，上网价格由各时刻电网购电成本和微源发电成本比较得出：在微网内部负荷满足需求 的前提下，如果前者小于后者，则该微源余电不上网，否则为促进微源的消纳率，将微源余 电以同时刻电网售电价格上网，将微源余电以同时刻电网购电价格上网，具体数值如表3所 示。

表2各微源的参数

表3大电网分时电价

(1)对交直流混合微网未来一天内24小时各微源出力进行优化，建立考虑电网购 电成本、微源燃料成本、环境效益成本、网损、运行维护成本及微源余电上网收益的目标函 数，且服从微网内部功率平衡、公共连接点传输容量、可控微源爬坡率、单位时间蓄电池充 放电上下限、蓄电池荷电状态上下限、蓄电池前后时间段功率平衡及蓄电池荷电状态不变 的约束条件。本发明用改进列队竞争算法进行求解，图3为算法中家族个数收敛情况；

(2)如图4-图7所示的交直流混合微网交流区和直流区的各微源出力情况曲线及 成本曲线。可以看出，由于直流区微源燃料电池、蓄电池和光伏发电环境效益较好，所以环 保折算成本接近于零；

(3)图8为优化后的蓄电池SOC变化曲线，可以看出其变化在约束范围之内，满足各 约束条件。

(4)计及微源余电上网的交直流混合微网在运行过程中，要将可以获得利润的微 源尽量多发，得到图9为向电网售电的电量；

(5)图10为交直流混合微网总运行成本曲线，通过对比交直流混合微网的运行成 本曲线和微源余电上网收益曲线，可以看出计及微源余电上网的交直流混合微网在运行过 程中，能有效减少其运行总成本。经过运行算法程序，得到运行结果为：交直流混合微网优 化运行总成本为1480.4元，其中交流区运行成本为1268.6元，直流区运行成本为696.8元， 微源余电上网收益为484.9元。从运行结果看出，计及微源余电上网的交直流混合微网通过 微源余电上网获得收益，降低交直流混合微网运行成本，具有显著的经济性。

综上所述，通过本实施例的测试结果，说明本发明的一种计及微源余电上网的交 直流混合微网优化运行方法在满足交直流混合微网内部负荷需求的前提下，通过微源余电 上网促进微源消纳率，并获得微源余电上网收益，能有效降低微网运行成本，验证了计及微 源余电上网的交直流混合微网优化运行方法的有效性和经济性。

计及微源余电上网的交直流混合微网优化运行方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。