[發明專利]基于混合整數線性規劃的主動配電網聯合優化算法

有效

• 申請號: 201711476257.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107968439B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 吳衍達;陳波濤;李曉;王明強;徐珂;侯廣松;王洋;蹤凱;鄧帥
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司菏澤供電公司;國家電網公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/28
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本發明公開了基于混合整數線性規劃的主動配電網聯合優化算法，包括：對主動配電網規劃中的不確定性因素進行建模；輸入主動配電網規劃中的基礎數據；構造以綜合成本最小為目標函數，并滿足各項約束條件的主動配電網綜合規劃模型；將非線性的主動配電網綜合規劃模型線性化，采用混合整數線性優化算法進行模型求解。本發明將主動配電網規劃這個復雜的大規模混合整數非線性規劃問題通過線性化方法轉化為混合整數線性規劃問題，從而可依托成熟的MILP商用求解器進行求解，大大簡化了主動配電網規劃問題的求解難度，提高了模型求解的效率和可靠度。

技術領域

本發明涉及電力系統配電網技術領域，特別是涉及基于混合整數線性規劃的主動配電網分布式電源(distributed generation,DG)容量與線路選型的聯合優化算法。

背景技術

主動配電網是通過靈活的網絡拓撲結構來管理潮流以便對分布式能源進行主動控制和主動管理的配電系統。它能增加系統對分布式能源接納能力、提高系統對于可再生能源消納水平、提高配電系統資產利用效率并減緩其升級投資，同時改善供電質量及供電可靠性。

配電網規劃是為了滿足未來年負荷增長和電網發展的要求，確定何時、何地、建設何種類型的線路、變電站以及分布式能源等設備。配電網規劃結果直接影響配電網投資、收益以及系統運行的安全性、可靠性、穩定性。

主動配電網規劃中優化變量較多，且分布式電源輸出功率受氣象條件影響存在較大的不確定性，增加了主動配電網規劃的復雜程度，屬于大規模混合整數非線性求解問題。

目前國內外關于主動配電網規劃的研究中大多采用人工智能算法，優化過程中需要進行大量潮流計算，大大增加了計算量，導致計算時間長，且難以保證得到全局最優解，難以滿足實際工程中對主動配電網規劃的需要。

綜上所述，現有技術中對于主動配電網優化算法問題，尚缺乏有效的解決方案。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本發明的目的是提供了基于混合整數線性規劃的主動配電網聯合優化算法，本發明采用混合整數線性規劃的方法，降低了優化問題的復雜程度和求解難度，并可得到全局最優解，提高了主動配電網規劃問題的求解效率和精度，能夠實現同時對主動配電網線路的選型和DG的定容進行規劃。

基于混合整數線性規劃的主動配電網聯合優化算法，包括：

對主動配電網規劃中的不確定性因素進行建模；

輸入主動配電網規劃中的基礎數據；

構造以綜合成本最小為目標函數，并滿足各項約束條件的主動配電網綜合規劃模型；

將非線性的主動配電網綜合規劃模型線性化，采用混合整數線性優化算法進行模型求解。

進一步的，對主動配電網規劃中的不確定性因素進行建模，具體為：

根據電網規劃年限內的負荷預測數據和地區環境因素統計數據(風速，光照等)，對規劃年限內的每一年生成4個代表該年配電網各個季度的典型日場景。在每個典型日場景中，劃分為24個規劃時段，每一時段間隔為一個小時，假設負荷預測數據和風速、光照等環境參數在各個時段內保持不變。其中，各典型日場景的負荷預測數據根據配電網負荷預測技術得出，風速、光照等環境參數由地區歷史風速和光照數據統計得出。

進一步的，所述主動配電網綜合規劃模型的綜合成本對應的目標函數表示為：

minTC＝C_{DG_inv}+C_{L_inv}+C_grid+C_{DG_oper}+C_loss+C_LOL