[發(fā)明專利]一種計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710431841.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-09
• 公開（公告）號(hào): CN107274087A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬麗葉;王玉翠;王楚通
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 燕山大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 秦皇島一誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙)13116
• 代理人: 李合印

1.一種計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃方法，其特征在于：該方法內(nèi)容包括如下步驟：

(1)計(jì)及風(fēng)力發(fā)電及光伏發(fā)電的不確定性，建立風(fēng)電機(jī)組和光伏電池的時(shí)序模型；

(2)計(jì)及負(fù)荷用電的隨機(jī)性，建立負(fù)荷的時(shí)序模型；

(3)對(duì)直接負(fù)荷控制類型的需求側(cè)響應(yīng)不確定性進(jìn)行分析，構(gòu)建其成本函數(shù)；

(4)構(gòu)建計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃的上層規(guī)劃模型，并采用差分進(jìn)化算法對(duì)上層規(guī)劃模型進(jìn)行求解；

(5)構(gòu)建計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃的下層規(guī)劃模型并采用非支配排序遺傳算法對(duì)下層規(guī)劃模型進(jìn)行求解。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃方法，其特征在于：在步驟(1)中，所述建立風(fēng)電機(jī)組和光伏電池的時(shí)序模型，其具體過程如下：

分別在春、夏、秋、冬四個(gè)不同季節(jié)選取四個(gè)典型日，然后根據(jù)氣象部門資料，搜集整理得出不同季節(jié)的風(fēng)力發(fā)電時(shí)序特性曲線和光伏發(fā)電時(shí)序特性曲線，最后分別根據(jù)時(shí)序特性曲線建立時(shí)序模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃方法，其特征在于：在步驟(2)中，所述建立負(fù)荷的時(shí)序模型的具體過程如下：

將負(fù)荷分為居民負(fù)荷、商業(yè)負(fù)荷和工業(yè)負(fù)荷三類，并考慮每種負(fù)荷的時(shí)序特性，參照繪制電力曲線的方法，繪制出負(fù)荷時(shí)序模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃方法，其特征在于：在步驟(3)中，所述直接負(fù)荷控制類型的需求側(cè)響應(yīng)是指一種負(fù)荷整形的需求側(cè)響應(yīng)措施，由電力公司在峰荷時(shí)段利用監(jiān)控信號(hào)切斷受控負(fù)荷與系統(tǒng)的聯(lián)系，從而降低峰荷，提高負(fù)荷率，并盡可能降低對(duì)電力公司和用戶的影響；

根據(jù)用戶削減額與補(bǔ)償之間的關(guān)系，可得需求側(cè)響應(yīng)成本為：

式中，q_jxmin為用戶最小削減量，c_ini,j為q_jxmin的對(duì)應(yīng)支付額，ξ_i為直線斜率，σ_jx為是否啟用該負(fù)荷削減量的變量。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計(jì)及需求側(cè)響應(yīng)不確定性的主動(dòng)配電網(wǎng)雙層規(guī)劃方法，其特征在于：在步驟(4)中，所述上層規(guī)劃模型包括上層目標(biāo)函數(shù)和上層約束條件，具體的建模過程如下：

上層目標(biāo)函數(shù)為：

系統(tǒng)投資運(yùn)行綜合費(fèi)用最小＝線路投資成本+分布式電源投資費(fèi)用+分布式電源運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用+主動(dòng)配電網(wǎng)向上級(jí)電網(wǎng)購電費(fèi)用+需求側(cè)管理費(fèi)用

minf₁＝C_L+C_I+C_OM+C_P+C_DSM (2)

式中各項(xiàng)分別闡述如下：

(1)線路投資成本C_L：

CL=ΣkΣij∈Ztfeederct,kfeederxt,ij,kfeederLt,ij---(3)]]>

式中，k為饋線類型標(biāo)識(shí)；為饋線的投資決策變量；為候選集合；為投資成本系數(shù)；L_t,ij為在第t年候選饋線ij長(zhǎng)度。

(2)折算到每年的分布式電源固定投資費(fèi)C_I：

CI=RWTGΣi=1Nbus(cWTG,iIPWTG,ir)+RPVGΣi=1Nbus(cPVG,iIPPVG,ir)---(4)]]>

式中，分別表示風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光電發(fā)電機(jī)的現(xiàn)值轉(zhuǎn)等年值系數(shù)，其中，d為貼現(xiàn)率，y_WTG和y_PVG分別為風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電發(fā)電機(jī)的經(jīng)濟(jì)使用年限；N_bus表示配電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)；和分別表示安裝在節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電發(fā)電機(jī)的單位容量固定投資成本；和分別表示安裝在節(jié)點(diǎn)i處風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電發(fā)電機(jī)的額定容量。

(3)分布式電源年運(yùn)行維護(hù)費(fèi)C_OM：

COM=Σs=1NSΣi=1nBUS(cWTG,iOMPWTG,i,s+CPVG,iOMPPVG,i,s)ts---(5)]]>

式中，N_S表示主動(dòng)配電網(wǎng)的運(yùn)行場(chǎng)景數(shù)；t_s＝8760p_s表示一年中第s個(gè)場(chǎng)景的持續(xù)時(shí)間，其中，p_s表示第s個(gè)場(chǎng)景發(fā)生的概率；和分別表示安裝在節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電發(fā)電機(jī)發(fā)出單位電量的運(yùn)行維護(hù)成本；P_WTG,i,s和P_WTG,i,s分別表示安裝在節(jié)點(diǎn)i的風(fēng)力發(fā)電機(jī)和光電發(fā)電機(jī)在場(chǎng)景s的有功出力。

(4)向上級(jí)電網(wǎng)購電費(fèi)C_P。

CP=ΣS=1NSρSPsub,sts---(6)]]>

式中，P_sub,s表示變電站在第s個(gè)場(chǎng)景的有功功率；ρ_S表示主動(dòng)配電網(wǎng)在第s個(gè)場(chǎng)景向上級(jí)電網(wǎng)購電的單位購電成本。

(5)需求側(cè)管理費(fèi)用C_DSM：

CDLC=Σj[cini,j+0.5(ξi+Δξi)(cini,j+cini,j+1)]qjxσjx+Σjcini,jqjxminσjx+Σj0.5(ξi+Δξi)qjxmax2σjx;---(7)]]>

上層約束條件為：

(1)待選節(jié)點(diǎn)撞擊容量約束；

(2)節(jié)點(diǎn)電壓約束；

(3)饋線容量約束；

(4)線路選型約束；

(5)輻射狀約束；

(6)需求側(cè)彈性約束；

其中前五項(xiàng)均為常規(guī)約束；

需求側(cè)彈性約束為：

Π={et=ez+λtea,|λt|≤1;Σt|λt|≤Γ}---(8)]]>

e_z＝0.5(e_n+e_m)(9)

e_a＝0.5(e_m-e_n)(10)

Γ=Tω+Φ(α)-1Tη---(12)]]>

Σt(et-ez)ea≤Γ---(13)]]>

θ₀+θ'_jx≥Δξ_ja_jx(14)

θ′_jx≥0 (15)

θ₀≥0 (16)

a_jx≥0 (17)

式中：a_jx為拉格朗日系數(shù)。