[發明專利]一種考慮用戶側多種資源接入的電網多層規劃方法

有效

• 申請號: 202010946881.1
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN112132427B
• 公開（公告）日: 2022-11-22
• 發明（設計）人: 黃家祺;賀繼鋒;顏炯;桑子夏;徐敬友;楊東俊;王思聰;阮博;熊煒;劉君瑤;羅純堅;張宇威;楊軍
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網湖北省電力有限公司經濟技術研究院;武漢大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 武漢市首臻知識產權代理有限公司 42229
• 代理人: 章輝

一種考慮用戶側多種資源接入的電網多層規劃方法，包括以下步驟：針對用戶側多種資源的不確定性，采用魯棒優化的盒式不確定集對風機出力、光伏出力、負荷功率的不確定性進行建模；以適應用戶側多種資源的不確定性為目標，以分布式電源的接入位置、安裝數量以及新建網架結構為投資決策內容，建立考慮規劃方案的全壽命周期投資成本和運行成本的雙層配電網規劃模型；提出一種基于極限場景法的配電網二階段魯棒規劃方法；通過基于極限場景法的改進CCG算法將二階段魯棒規劃問題拆分成為主子問題迭代求解。本設計不僅能夠提高配電網規劃的魯棒性和經濟性，提高配電網應對不確定性風險的能力，而且模型求解簡單，計算效率高。

技術領域

本發明涉及配電網規劃領域，尤其涉及一種考慮用戶側多種資源接入的電網多層規劃方法。

背景技術

近年來，隨著分布式電源、電動汽車等多種資源的大規模接入配電網，其不確定因素會對配電網的規劃和運行帶來挑戰。目前對不確定因素的處理方法主要有隨機優化、機會約束優化以及魯棒優化。隨機優化雖然可以模擬日常不確定場景，但難以應對極端場景；機會約束優化需要計算不確定變量的準確的概率分布函數，數據獲取難度較大；魯棒優化采用區間來描述參數的不確定性，從而避免了對不確定參數準確概率以及模糊隸屬度的需求，同時提高了配電網的魯棒性，然而目前的配電網多層魯棒規劃方法對網架結構規劃考慮較少，且求解方法引入較多非線性項，使得模型求解較為困難。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的配電網規劃的可靠性、經濟性低，模型求解復雜、效率低的缺陷與問題，提供一種配電網規劃的可靠性、經濟性高，模型求解簡單、效率高的考慮用戶側多種資源接入的電網多層規劃方法。

為實現以上目的，本發明的技術解決方案是：一種考慮用戶側多種資源接入的電網多層規劃方法，該方法包括以下步驟：

A、針對用戶側多種資源的不確定性，采用魯棒優化的盒式不確定集對風機出力、光伏出力、負荷功率的不確定性進行建模；

B、以適應用戶側多種資源的不確定性為目標，以分布式電源的接入位置、安裝數量以及新建網架結構為投資決策內容，建立考慮規劃方案的全壽命周期投資成本和運行成本的雙層配電網規劃模型，其中，規劃層目標函數為總建設成本和運行成本最低，運行層目標函數為確定規劃方案下的運行成本最低；

C、采用極限場景法處理雙層配電網規劃模型的不確定性因素，提出一種基于極限場景法的配電網二階段魯棒規劃方法；第一階段是規劃建設階段，確定分布式電源的接入位置和安裝數量，以及線路的新建位置；第二階段是運行階段，在第一階段規劃方案下，模擬各極限場景下配電網的運行狀況，針對其中最惡劣的場景進行優化；

D、通過基于極限場景法的改進CCG算法將二階段魯棒規劃問題拆分成為主子問題迭代求解，主問題求解單個極限場景下的最優規劃方案，并將其傳給子問題，子問題則是通過極限場景法尋找在當前規劃方案下的最惡劣的場景，通過添加最惡劣場景的相關運行約束條件到主問題，影響主問題決策，最后通過主子問題迭代求得魯棒規劃問題最優解。

步驟A中，風機出力、光伏出力、負荷功率的不確定性表示為：

其中，分別為風機出力數據、光伏出力數據、負荷功率需求；分別為風機出力、光伏出力、負荷功率的預測出力；β₁、β₂、β₃分別為風機出力、光伏出力、負荷功率可能偏移預測值的最大范圍。

步驟B中，雙層配電網規劃模型用數學模型表述為：