[發明專利]考慮N-1安全準則的交直流混合配電網雙層規劃方法

有效

• 申請號: 201811085672.1
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109002938B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 吳志;劉鵬翔;顧偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06;G06N3/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種考慮N?1安全準則的交直流混合配電網雙層規劃方法，括以下步驟：1)初始化遺傳算法，隨機構造直流網架結構；2)構造針對直流配電網并考慮N?1安全準則的下層優化模型；3)求解下層模型，檢驗是否存在棄風棄光；4)基于合格的直流網架結構，構造與直流網架結構相配套的上層交流系統規劃模型；5)求解上層模型，判斷是否滿足遺傳算法迭代上限。本發明在交直流混合配電網的規劃模型基礎上考慮了直流配電網N?1安全準則，在保證交直流配電網規劃經濟性的同時，提高了其運行可靠性和靈活性，為出臺交直流混合配電網的規劃方案提供重要的指導和幫助。

技術領域

本發明配電網規劃領域，具體來說，涉及一種考慮N-1安全準則的交直流混合配電網雙層規劃方法。

背景技術

由于可再生能源大量且集中分布于偏遠地區或沿海地區，離負荷中心較遠，并且隨著可再生能源滲透率的不斷提高，需要建立全新的配電網規劃方法。考慮可再生能源出力的波動性和間歇性，傳統的交流配電網往往難以避免棄風棄光現象的發生。目前，交直流混合配電網得益于其更大的傳輸容量、更小的線路損耗以及更高的可再生能源滲透率，已成為解決可再生能源接入電力系統的有效方法。此外，N-1安全準則是電網安全可靠運行的重要指標之一。根據北美電力可靠性委員會(NERC)的標準，當任何一條線路由于故障被切除后，系統應當依然能夠保持穩定運行。考慮到可再生能源集中分布的偏遠地區往往地形復雜、氣候惡劣，較易出現安全性問題。一旦出現N-1故障，往往導致大量棄風棄光現象的發生，甚至導致電網的局部崩潰，造成嚴重后果。因此在進行配電網規劃的時候，往往需要考慮N-1安全準則。

事實上，N-1安全準則的交直流混合配電網的規劃尚未得到充分研究。一方面，交直流規劃的研究目前僅限于大電網傳輸線規劃或樓宇電網規劃，交直流混合配電網的規劃模型仍處于起步階段，特別是交直流電網的潮流分布及計算尚未有統一的方法。有學者在微網層面提出了交直流規劃的模型，但是所提模型并沒有考慮網架的規劃方案，無法解決實際問題。另一方面，雖然N-1安全準則在機組組合優化或大電網規劃方面有較為詳細的研究，但在交直流混合規劃領域尚未得到考慮。并且，對于考慮了N-1安全準則之后模型復雜度大大提高，以及雙層規劃問題難以直接求解的問題，國內外尚未有較為理想的求解方法。

發明內容

技術問題：本發明提供一種在最小化交直流混合配電網的投資和運行費用的同時，保證直流側網架在發生N-1安全故障的條件下，不出現棄風棄光現象的考慮N-1安全準則的交直流混合配電網雙層規劃方法。

技術方案：本發明的考慮N-1安全準則的交直流混合配電網雙層規劃方法，包括以下步驟：

1)初始化遺傳算法參數，基于0-1編碼方式隨機構造直流網架結構，網架數量等于種群數，令當前網架編號k＝1；

2)基于魯棒規劃，針對第k個表征直流網架結構的染色體個體，構造針對直流配電網并考慮N-1安全準則的下層優化模型；

3)求解所述步驟2)構造的下層優化模型，檢驗直流網架結構在最惡劣N-1故障下是否存在棄風棄光，若存在棄風棄光，表明當前直流網架結構無法通過檢驗，則舍棄當前直流網架結構，基于0-1編碼方式隨機重新生成當前直流網架結構，并返回步驟2)；如果不存在棄風棄光，則判斷k是否小于種群數，如果是，則令k＝k+1，返回步驟2)，否則，進入步驟4)

4)針對當前種群中的每一個直流網架結構，構造與該直流網架結構相配套的上層交流系統規劃模型；

5)求解所述步驟4)構造的上層交流系統規劃模型，將得到的優化結果作為每一個直流網架結構的適應度值，判斷當前迭代次數是否達到遺傳算法迭代次數上限，若未達到迭代上限，則對直流網架結構染色體進行選擇、交叉、變異操作后，令k＝1并返回步驟2)，否則，將當前種群中的直流網架結構所對應的適應度最小的交直流網架結構作為結果輸出。