[發(fā)明專利]一種基于實時市場電價的配電網(wǎng)拓撲推導(dǎo)方法

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• 申請日: 2022-12-28
• 公開（公告）號: CN116247676A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 段盼;張奔;彭靜;周小軍;田紅花;何婭;張連芳;時英橋;劉峰佚
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué);重慶舉宇科技有限公司
• 主分類號: H02J3/06
• 分類號: H02J3/06;H02J3/00;G06F30/18;G06F30/27;G06N3/006;G06F113/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 廖曦

本發(fā)明涉及一種基于實時市場電價的配電網(wǎng)拓撲推導(dǎo)方法，屬于電力技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括如下步驟：S1：建立綜合能源需求響應(yīng)模型；S2：潮流分析與電價對比；S3：電網(wǎng)拓撲重構(gòu)。本發(fā)明改進現(xiàn)有的配電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)推導(dǎo)方案，能夠用于配網(wǎng)拓撲分析、故障恢復(fù)、電價分析，建立更高效、更快速的拓撲推測模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于實時市場電價的配電網(wǎng)拓撲推導(dǎo)方法。

背景技術(shù)

常見的配網(wǎng)重構(gòu)模型一般以網(wǎng)損最小、負載均衡或最大恢復(fù)供電為目標，根據(jù)問題研究的性質(zhì)不同，改變其約束條件。然而，目標函數(shù)數(shù)據(jù)獲取困難，大部分數(shù)據(jù)以仿真為主，缺少事實依據(jù)，且忽略了配電網(wǎng)拓撲實時變換的動態(tài)特性。因此，急需建立一種基于學(xué)習(xí)推斷的推理模型，從配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特點出發(fā)，將網(wǎng)絡(luò)拓撲簡化為數(shù)學(xué)模型，并基于真實的、易獲取的數(shù)據(jù)為目標，進行配電網(wǎng)拓撲分析，系統(tǒng)的展開并檢查拓撲中多有節(jié)點，直至搜索完完整的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。為電網(wǎng)故障恢復(fù)、潮流分析、降損等措施，提供模型基礎(chǔ)。

目前，求解配網(wǎng)重構(gòu)的算法主要包括：數(shù)學(xué)優(yōu)化算法、最優(yōu)流模式算法、支路交換法和人工智能算法。數(shù)學(xué)優(yōu)化算法是以最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)的解析方法；最優(yōu)流模式算法是以AC-PF計算為基礎(chǔ)，借助啟發(fā)式方法進行拓撲重構(gòu)；支路交換法的基本思想是通過改變聯(lián)絡(luò)和分段開關(guān)的狀態(tài)，從而達到減少網(wǎng)絡(luò)損耗的目的；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法是通過事先優(yōu)化好的大量樣本對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，從而求解其他網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)問題。

這些方法各有利弊，在實踐使用中，都能較好地求解某些約束條件下配網(wǎng)靜態(tài)重構(gòu)問題，但不能有效解決配網(wǎng)拓撲動態(tài)重構(gòu)問題。

現(xiàn)有目前針對配電網(wǎng)拓撲推斷的方法還存在以下問題及難點，(1)當(dāng)前拓撲變換，主要依據(jù)公開拓撲網(wǎng)絡(luò)進行建模分析，公開拓撲結(jié)構(gòu)更新慢，不能準確及時的放應(yīng)當(dāng)前拓撲變換情況；(2)當(dāng)前研究主要以網(wǎng)損最小、負載均衡或最大恢復(fù)供電為目標，不能較好體現(xiàn)新型電力系統(tǒng)下，電價波動特性；(3)當(dāng)前基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的算法，易限于局部最優(yōu)。

針對當(dāng)前配網(wǎng)拓撲推導(dǎo)算法無法滿足實時性、真實性的問題，本推導(dǎo)方法基于真實電價數(shù)據(jù)，將混沌技術(shù)引入二進制粒子群算法中，并對其進行改進，以克服二進制粒子群算法容易陷入局部最優(yōu)的缺點，得到更精確地優(yōu)化結(jié)果。通過電價與能源的需求建模分析，建立電價與能源需求之間的關(guān)系，然后對比分析潮流與電價的關(guān)系，最后以電價差值最小為目標函數(shù)進行網(wǎng)絡(luò)拓撲重構(gòu)，得到在該電價下的最優(yōu)運行拓撲。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于實時市場電價的配電網(wǎng)拓撲推導(dǎo)方法。得到當(dāng)前電價下，電網(wǎng)實時拓撲結(jié)構(gòu)；解決優(yōu)化算法局部最優(yōu)的問題；體現(xiàn)電價與能源需求間數(shù)學(xué)關(guān)系。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于實時市場電價的配電網(wǎng)拓撲推導(dǎo)方法，該方法包括如下步驟：

S1：建立綜合能源需求響應(yīng)模型

S2：潮流分析與電價對比；

S3：電網(wǎng)拓撲重構(gòu)。

可選的，所述S1具體為：

價格型需求響應(yīng)模型如式(1)所示；

式中：E_Lt，H_Lt，C_Lt為施行價格型需求響應(yīng)后的t時刻負荷；E(t,t′)，H(t,t′)，C(t,t′)分別為電、熱、冷負荷的價格彈性系數(shù)，若t′時刻和t時刻相同，參數(shù)取為自彈性，若不同則為交叉彈性；p_0,t′，p_t′分別為在t′時刻施行需求響應(yīng)前后的電價，分別采用購電分時電價以及購電實時電價；

以綜合能源系統(tǒng)IES內(nèi)調(diào)度成本最小為目標，構(gòu)建綜合能源需求響應(yīng)優(yōu)化模型，具體表示為：