[發明專利]基于相關機會二層規劃模型的輸電網規劃方法

無效

• 申請號: 201310075395.7
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103150629A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 范宏;程浩忠;許儀勛;陽育德;丁會凱
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發明涉及一種輸電網擴展規劃方法，特別涉及一種基于相關機會二層規劃模型的輸電網規劃方法。

背景技術

由于輸電網擴展規劃中負荷、電源的變化很大，而在傳統輸電網規劃模型中難以描述。為了彌補傳統規劃方法的不足,?考慮不確定性因素的影響,?增強所得規劃方案的適應性和靈活性，不確定電網規劃方法的研究日益受到國內外的廣泛關注。目前常用的不確定性規劃方法多針對對規劃中的不確定因素的描述而形成的研究方法。

相關機會規劃方法是一種新的隨機規劃方法，其主要思想是在不確定環境下最大化隨機事件成立的機會從而給出最優決策，該法打破了可行集的概念，直接進入不確定環境，是使事件的機會函數在不確定環境下達到最優的一種優化理論。這種規劃方法從本質上與確定性規劃方法、期望值規劃方法、機會約束規劃方法截然不同。本發明分析了相關機會二層規劃模型的特點，結合輸電網規劃問題，將其應用到了輸電網規劃建模中。

發明內容

本發明是針對傳統規劃方法不足的問題，提出了一種基于相關機會二層規劃模型的輸電網規劃方法，將相關機會二層規劃模型應用到輸電網規劃建模中，建立了新模型能實現在輸電網規劃網架建設，解決不確定環境下輸電網規劃的建模和求解問題。

本發明的技術方案為：一種基于相關機會二層規劃模型的輸電網規劃方法，具體包括如下步驟：

1）建立輸電網規劃的相關機會二層規劃模型：分上下兩層規劃模型，上層規劃模型將輸電系統在基本運行條件下和單故障運行條件下的系統切負荷小于設定給定值的概率最大作為約束；下層規劃模型包含兩個獨立的子規劃，第一個子規劃為為正常運行條件約束，包含：發電有功出力約束、負荷節點有功負荷約束、有功功率平衡約束、線路有功潮流約束及阻塞收益約束，第二個子規劃為在N-1運行下的系統切負荷總量小于給定值的概率最大化，其約束包含系統在N-1運行下的發電有功出力約束、負荷節點的切負荷量約束、潮流方程、線路潮流約束；

2）將上層決策向量設定為待架線路數目的整數向量，通過均勻隨機選取的方法確定上層的輸電規劃網絡試驗解，在隨機選擇過程中隨機數的選擇必須滿足上層約束；

3）對試驗解進行連通性校驗，對存在孤島和獨立小網的不連通網絡進行隨機連通性修正，使隨機產生的規劃網絡滿足連通性條件；

4）設下層決策向量為發電節點出力、負荷節點切負荷量，設下層狀態向量為節點相角，利用原始-對偶內點法求解計算下層規劃；

5）將下層規劃的結果返回給上層目標，得到上層目標值并將其作為個體目標值；

6）利用改進遺傳算法和原始-對偶內點法組合算法，對規劃模型進行迭代求解：首先，按照步驟2）和步驟3）隨機產生20N個試驗解，組成遺傳算法的原始種群，其中N為種群個體數目；然后按照步驟4）、5）得到原始種群的個體目標值，按照個體目標值由小到大選擇前N個個體組成初始種群；對初始種群執行選擇、交叉、逆轉、變異、補算操作，產生優化種群；按照步驟4）、5）、計算優化種群的個體目標值；再次執行選擇、交叉、逆轉、變異、補算操作，產生優化種群；依次重復，直到滿足最大迭代次數為止；最后輸出輸電網規劃模型的最優解。

所述步驟4）計算下層規劃包括設下層決策向量為發電節點出力、負荷節點切負荷量，設下層狀態向量為節點相角，利用原始-對偶內點法求解計算下層第一子規劃目標函數，得到系統運行的社會收益，并計算得到上層目標函數的輸電網運行利益；還包括設下層決策向量為發電節點出力、負荷節點切負荷量，設下層狀態向量為節點相角，模擬網絡處于單故障運行狀態，即依次斷開網絡中的每條線路，得到單故障運行方式集，依次計算單故障運行方式下，利用原始對偶內點算法求解第二子規劃每種故障方式下的系統切負荷量，最后統計在單故障方式集下的系統切負荷總量，計算切負荷總量小于給定值的實現概率。

所述步驟1）中上層規劃模型為：

?，

其中?的函數表達式為：

???，?

年投資成本表達式為：????????????

??，

為輸電網投資回報率，R為理想定值，為切負荷總量小于給定值的實現概率，為輸電網年運行利益；為待架線路l的投資單價；為待架線路l的架設條數；為投資回收期；為待架線路集合，為輸電網年投資成本，上層約束條件為：，為為新架線路l的最大架設條數。?