[發明專利]基于可靠性合同的最優電網規劃方法

有效

• 申請號: 201310239210.1
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN104239957B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 劉明志;宋云亭;張軍;陳湘;張振高;吳麗華;李慧;楊海濤;張鑫;王學軍
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;天津市電力公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司12108
• 代理人: 王顕

1.一種基于可靠性合同的最優電網規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)確定可靠性合同中的影響因素；

2)定義優化目標函數和約束條件；

3)根據計算需求搭建用于仿真計算的電網模型，并確定用于仿真計算的參數；

4)使用遺傳算法求解滿足約束條件的目標函數最優規劃方案；

其中，步驟1)中的影響因素包括供電商向用戶承諾的電量不足期望值EENS的上限EENSp、供電商對于用戶實際的EENS超過EENSp的部分需要進行的賠償單價Xc元/kWh、供電商基于可靠性合同向用戶增收的可靠性電費單價Cg元/kWh；

步驟2)中的目標函數為：

步驟2)中的約束條件為：

其中，

T-使用期內供電商需要承擔的總費用；

(P/A,i_f,n)-等年值的現值系數；

i-利率；

f-通貨膨脹率；

n-系統的壽命周期；

N_p-需要賠償的用戶數；

E_k-用戶實際的EENS值；

X_Ck-為對用戶實際的EENS不足承諾值EENSp的每kWh進行賠償的金額；

N-總用戶數；

E_i-用戶的用電量；

C_gi-對用戶每kWh增收的可靠性電價；

λ_lj-元件j的故障率；

IC_j(λ_lj)-故障率為λlj的系統元件的初始費用；

IC_j-元件j的價格費用下界；

-元件j的價格費用上界；

λ_j-元件j的故障率下界；

-元件j的故障率上界；

N_C-規劃中的新增元件總數；

i_f-定義為1+i_f＝(1+i)/(1+f)。

2.根據權利要求1所述的基于可靠性合同的最優電網規劃方法，其特征在于，步驟3)中的電網模型包括線路、變壓器、發電機、發電機控制系統、靜態和動態無功補償設備、直流輸電系統、柔性交流輸電設備以及電網模型中各元件之間的拓撲連接關系；

步驟3)中的用于仿真計算的參數包括電網系統內負荷總量及其具體分布情況、負荷中靜態負荷和電動機負荷各自所占比例、各類型負荷的頻率特性和電壓特性、電網模型中各元件的故障率λ、電網模型中各元件的修復率μ、根據電網系統內繼電保護設備實際整定的動作時間確定各類型故障切除時間；

其中，

N_FOT-強迫停運次數；

T_FOH-強迫停運累計時間；

T_SH-運行時間；

T_PH-統計期間時間。

3.根據權利要求1所述的基于可靠性合同的最優電網規劃方法，其特征在于，步驟4)中使用遺傳算法求解滿足約束條件的目標函數最優規劃方案的算法如下：

a)采用隨機方法在約束條件范圍內，生成一個可行規劃方案的集合{Si}，其中i＝1,2,3…m；

b)計算步驟a)生成的集合{Si}中各個方案下的目標函數T(Si)的值，用戶實際的EENS值Ek為

其中，

P_Lr-第r個負荷水平出現的概率；

APNS_q,r-第r個負荷水平下第q種狀態的不足電量；

F-導致系統供電不足的所有故障狀態集合；

H-電網中所有正常元件的集合；

A-電網中所有故障元件的集合；

NL-研究期間內的負荷水平集合；

p_qj-電網在q狀態下第j個元件的故障停運率；

λ_j-元件j的故障率；

μ_j-元件j的修復率；

p_qk-電網在q狀態下第k個元件的故障停運率；

λ_k-元件j的故障率；

μ_k-元件j的修復率；

c)計算各個規劃方案的適應度Mi，選擇適應度較高的方案用于生成下一代方案，Mi的計算方法如下：

其中，f(Si)為適應度函數；

f(Sj)為方案Sj的適應度函數，其表達式為f(Sj)＝1/T(Sj)；

T(Sj)為方案Sj的目標函數，即采用Sj方案條件下，供電商在使用期內需要承擔的總費用；

d)對于選中用于生成下一代方案的方案，通過“交叉”和“變異”操作生成下一代方案，產生新的方案集合{Si’}，i’＝1,2,3…m’，重復進行步驟b)和步驟c)，選擇適應度高的方案生成下一代方案，其中，

交叉：隨機選擇兩個方案在某個相同位置的元件選擇，按照給定的交叉概率Pc將其互相交換，交叉時可實行單點交叉或多點交叉；

變異：隨機選擇某個方案中某個位置的元件，按照給定的變異概率Pm將其更換為特性相反的元件；

e)當最優方案的適應度達到給定閾值，或最優方案的適應度和整個方案集合的適應度不再上升時，算法迭代過程收斂，優化結束；此時的方案集合中適應度最高的方案即為最優方案。