[發明專利]一種多尺度分層蜂窩輸電網及其規劃方法

有效

• 申請號: 201410366028.7
• 申請日: 2014-07-29
• 公開（公告）號: CN104143119B
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 許剛;談元鵬;馬爽;趙中原
• 申請（專利權）人: 華北電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

1.一種多尺度分層蜂窩輸電網的規劃方法，其特征是所述方法包括：

步驟1：以次高電壓等級的電源節點構成的輸電網電源層作為目標輸電網電源層；

步驟2：根據多尺度分層蜂窩輸電網規劃模型，求解目標輸電網電源層的電源節點容量和電網連線決策量最優解；

步驟3：將所述最優解代入上層輸電網電源層，如果兩層輸電網電源層都滿足全網經濟性約束，則執行步驟5；

步驟4：對目標輸電網電源層中不滿足負荷點有功負荷約束的蜂窩網格進行分裂；

步驟5：如果完成全網規劃，輸出各個輸電網電源層規劃結果；否則，以下層輸電網電源層作為目標輸電網電源層，轉到步驟2。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述多尺度分層蜂窩輸電網規劃模型包括目標函數和約束條件；

所述目標函數為：

其中，f(U,S(p_i),Q(p_i,p_j))＝C_power-con+C_power-oper+C_grid-con+C_grid-dep+C_loss；

U為電源節點的電壓等級；

S(p_i)為電源節點p_i的容量；

Q(p_i,p_j)為電源節點p_i與電源節點p_j之間的電網連線決策量，當Q(p_i,p_j)＝1時，表示電源節點p_i與電源節點p_j之間建有電網連線，當Q(p_i,p_j)＝0時，表示電源節點p_i與電源節點p_j之間未建有電網連線；

C_power-con為電源節點的建造費用；

C_power-oper為電源節點的運行費用；

C_grid-con為電網連線的建造費用；

C_grid-dep為電網連線的折舊費用；

C_loss為網損費用；

i和j分別為電源節點p_i和電源節點p_j的下標標識；

所述約束條件包括負荷節點有功負荷約束、有功功率平衡約束和線路有功潮流約束；

所述負荷節點有功負荷約束為：

G_load為負荷節點有功負荷；

J_i為由電源節點p_i供電的負荷節點的集合；

W_j為負荷節點p_j的有功負荷；

S(p_i)為電源節點p_i的容量；

e(S(p_i))為電源節點p_i的負載率；

為功率因數；

S_max(p_i)為電源節點p_i的容量上限；

所述有功功率平衡約束為：

$G_{balance}=\left\{\begin{array}{c}P\left(p_i\right)-U\left(p_i\right)\underset{j}{\mathrm{\Σ}}U\left(p_j\right)\left(G\right(p_i,p_j\left)\cos \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j)+B(p_i,p_j\left)\sin \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j\left)\right)=0\\ Q\left(p_i\right)-U\left(p_i\right)\underset{j}{\mathrm{\Σ}}U\left(p_j\right)\left(G\right(p_i,p_j\left)\sin \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j)-B(p_i,p_j\left)\cos \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j\left)\right)=0\end{array}\right.;$

G_balance為有功功率；

為對與電源節點p_i相連的所有電源節點p_j求和；

U(p_i)和U(p_j)分別為電源節點p_i和電源節點p_j的節點電壓；

P(p_i)為電源節點p_i的有功功率注入；

Q(p_i)為電源節點p_i的無功功率注入；

G(p_i,p_j)為電源節點p_i和電源節點p_j的導納矩陣的電導；

B(p_i,p_j)為電源節點p_i和電源節點p_j的導納矩陣的電納；

φ(p_i,p_j)為電源節點p_i和電源節點p_j的電壓相角差；

所述線路有功潮流約束為：

G_powerflow為線路有功潮流；

Z(p_i,p_j)為電源節點p_i和電源節點p_j之間的支路上的視在功率；

Z_min(p_i,p_j)為電源節點p_i和電源節點p_j之間的支路上的功率下限；

Z_max(p_i,p_j)為電源節點p_i和電源節點p_j之間的支路上的功率上限。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征是所述對目標輸電網電源層中不滿足負荷點有功負荷約束的蜂窩網格進行分裂包括：

子步驟B1:標定待分裂的蜂窩網格的連線；

子步驟B2:對標定的連線作中軸線；

子步驟B3:以中軸線為軸，以標定的連線為對角線，做邊長為a/2的正六邊形；其中，a為待分裂的蜂窩網格的邊長；

子步驟B4:剔除待分裂的蜂窩網格外的網格連線以及電源節點。