[發(fā)明專利]一種主動配電網(wǎng)多階段規(guī)劃方法

有效

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• 申請日: 2018-09-28
• 公開（公告）號: CN109508857B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳飛;王蕾;戴攀;張西竹;王坤;黃晶晶;劉曌煜;胡哲晟
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: G06F30/00
• 分類號: G06F30/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務(wù)所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

本發(fā)明公開了一種主動配電網(wǎng)多階段規(guī)劃方法。如何在配電網(wǎng)規(guī)劃中綜合考慮源荷網(wǎng)儲多種因素運行的不確定性，是目前配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化需要深入研究的問題。本發(fā)明包括步驟：輸入電力系統(tǒng)參數(shù)、歷史運行數(shù)據(jù)、地區(qū)發(fā)展規(guī)劃需求和預(yù)測不確定因素數(shù)據(jù)；計算各規(guī)劃決策量在多時間尺度的各個運行場景中的影子價格；根據(jù)影子價格和各個場景發(fā)生概率，建立包括極端場景和經(jīng)典場景的運行受限場景庫；根據(jù)運行受限場景庫修正上層多階段規(guī)劃優(yōu)化模型。本發(fā)明篩選出具有針對性和典型性的規(guī)劃場景庫來修正規(guī)劃投建的優(yōu)化模型，用來模擬運行決策者對規(guī)劃決策者的反饋，從而提高配電網(wǎng)海量運行場景結(jié)果的可觀性，并將不同時間尺度的決策變量分層求解，降低求解難度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，特別是一種計及多時間尺度運行受限場景的主動配電網(wǎng)多階段規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

近年來分布式電源、儲能系統(tǒng)、能源互聯(lián)網(wǎng)等配電系統(tǒng)新技術(shù)的引入促進(jìn)了電能來源的清潔化、多元化發(fā)展；柔性負(fù)荷、電動汽車、儲能等多形態(tài)電力需求的逐步滲透，推動了配電系統(tǒng)的市場化、互動化發(fā)展，具有重要的應(yīng)用價值和推廣意義。為將上述多元要素大量引入配電網(wǎng)并有機(jī)融合，實現(xiàn)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、高效、智能的電力服務(wù)，國內(nèi)外學(xué)者對配電網(wǎng)新元件的應(yīng)用技術(shù)展開了廣泛研究。風(fēng)、光資源的隨機(jī)性與波動性帶來了電力調(diào)峰、電壓穩(wěn)定、逆向潮流、穿透功率極限、棄風(fēng)、棄光等問題，對新技術(shù)的規(guī)模化滲透形成了阻力。配電網(wǎng)的運行形態(tài)隨各類運行對象的引入將有很大不同。棄風(fēng)、棄光、切負(fù)荷等多樣化的運行方式與場景化的系統(tǒng)不確定性深度耦合，狀態(tài)相依。隨著時間尺度的復(fù)雜化，這些隨機(jī)性與波動性被進(jìn)一步傳導(dǎo)并耦合，構(gòu)成整體配電網(wǎng)的復(fù)雜不確定性特征，使其從規(guī)劃建設(shè)到運行調(diào)度的全過程技術(shù)體系都面臨著巨大挑戰(zhàn)。除此之外，從數(shù)學(xué)模型上看，規(guī)劃優(yōu)化的決策量具有多時間尺度性、離散性和非線性，難以建模求解；而運行問題模型簡單，求解速度快。由于海量運行場景增加了規(guī)劃的決策變量，規(guī)劃問題的求解復(fù)雜度指數(shù)提升，而對于只考慮給定場景的運行問題只是線性化的增加了問題個數(shù)。

現(xiàn)有的方法一般通過將不確定性的場景轉(zhuǎn)換為多個可能發(fā)生的確定性場景，來處理場景的隨機(jī)性。采用模糊C均值、K均值等聚類思想處理場景，將得到的典型場景數(shù)據(jù)用于求解配網(wǎng)調(diào)度或配網(wǎng)規(guī)劃問題，減小計算量。或采用極端場景法對隨機(jī)性場景集進(jìn)行削減，減小DG的隨機(jī)波動性對電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行的影響。

如何在配電網(wǎng)規(guī)劃中綜合考慮源荷網(wǎng)儲多種因素運行的不確定性，是目前配電網(wǎng)規(guī)劃優(yōu)化需要深入研究的問題。可見，現(xiàn)有關(guān)于考慮運行因素的電網(wǎng)規(guī)劃方法還有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種計及多時間尺度運行受限場景的主動配電網(wǎng)多階段規(guī)劃方法，其用影子價格篩選和處理運行場景，形成規(guī)劃問題中的運行邊界。

為此，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：一種主動配電網(wǎng)多階段規(guī)劃方法，其包括：

模擬電力系統(tǒng)運行與規(guī)劃的業(yè)務(wù)流程，建立考慮復(fù)雜運行場景的規(guī)劃雙層優(yōu)化模型；上層為配電網(wǎng)統(tǒng)一多階段規(guī)劃模型，下層(運行)為復(fù)雜多場景運行模型；下層通過運行影子價格作為受限評估值，將相應(yīng)受限場景反饋到上層(規(guī)劃)，反映電力系統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃過程中規(guī)劃人員調(diào)研、分析運行受限的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)；上層以建設(shè)資金限制、線路選型選址限制、儲能選址限制和下層得到的運行受限場景庫約束條件形成規(guī)劃邊界條件，以投資運行維護(hù)成本最小為目標(biāo)函數(shù)，得到規(guī)劃方案，反映電力系統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃過程中規(guī)劃人員對配網(wǎng)資源配置優(yōu)化業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)；

所述的上層將規(guī)劃方案傳遞到下層，下層在新的規(guī)劃方案基礎(chǔ)上，重新對各個場景進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，形成新的運行影子價格，得到新的受限評估值，再次向上層反饋，反映電力系統(tǒng)電網(wǎng)規(guī)劃過程中的規(guī)劃方案進(jìn)行運行校驗環(huán)節(jié)。

本發(fā)明考慮復(fù)雜運行場景的規(guī)劃雙層優(yōu)化模型為一個閉環(huán)的反饋過程，模擬了實際生產(chǎn)中配網(wǎng)規(guī)劃決策者和配網(wǎng)運行人員的業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)交互過程，反復(fù)迭代，得到考慮復(fù)雜場景的配電網(wǎng)多階段網(wǎng)-儲的聯(lián)合擴(kuò)展規(guī)劃方案。