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一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法技术

技术编号:20365387 阅读:21 留言:0更新日期:2019-02-16 17:40
本发明专利技术公开了一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,所述方法包括:求解现有电网最大供电能力,并确定配电网规划最大供电能力增量;计算配电网供电能力提升建设投资和运行控制成本;利用改进的交叉算子以及精英选择策略对主动配电网供电能力和源网荷控制成本两个目标值进行判断和更新,基于非支配排序获取Pareto解集;基于设定的最大供电能力、获取的Pareto解集,确定供电投资规划方案。本发明专利技术通过规模化清洁能源的接入、供需交互的加深、增量配电业务的放开以及电能替代战略的实施,适应新形势下供电可靠性、配电智能化等发展需求。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法
本专利技术涉及电力系统规划领域,尤其涉及一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法。
技术介绍
随着近年来雾霾天气情况的加重,我国北方许多城市开始推广“煤改电”政策以减少冬季燃煤污染、改善空气质量。在环保的背景下,电动汽车越来越受到关注,并且被大量接入到配电网中。在此背景下,如此大量负荷接入必定会对配电网的安全可靠运行产生影响。与此同时,在国家配电网建设改造行动计划及新一轮农村电网改造升级等政策引导下,占电网总投资58%的110千伏及以下电网投资同比增长35.6%。从电力投资趋势来看,电网饱和程度尚不及电源,我国在可再生能源消纳能力和供电可靠性等方面仍然亟需电网持续投资。随着全社会用电量增速放缓,以及大部分电源供给及输电线路骨架逐步完善的情况下,我国电网建设投资的重心已经由主干网向配网侧转移,如何进行配电网供电能力提升的运行成本量化分析,成为配电网规划建设和运营规程中必须考虑的问题。配电网的供电能力分析及其投资运营成本分析是一个涉及多个对象、多个指标和多个时段的典型动态综合评价问题,评价对象的建设目标与地区配电网的结构特点、薄弱环节以及阶段性运营目标不同而存在较大差异,需要构建规范的流程和方法以提高实用性。传统的评价模型大多单一地采用主观打分法对大量统计指标进行评价,难以客观认识配电网建设发展的时空特点和地区差异。有方法站在运营的角度对配电网投资建设后的运行效果和投资效率两方面进行评价[1-5],缺乏在规划角度对若干建设方案和运营策略进行评价,从而难以有效指导配电网的精准投资。现有的配电网规划需要同时考虑系统的运营成本,投资量化分析模型主要存在3个方面的不足,即评价方法主观性较强、指标体系综合性较低和评价的时间尺度单一。配电网供电能力提升是一个动态滚动规划过程,模型的精准性将直接影响配电网升级改造的效率,而提出应用于配电网供电能力提升的成本量化分析方法,将有助于实现我国配电网规划建设和运营的效率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,本专利技术通过规模化清洁能源的接入、供需交互的加深、增量配电业务的放开以及电能替代战略的实施,适应新形势下供电可靠性、配电智能化等发展需求,详见下文描述:一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,所述方法包括:求解现有电网最大供电能力,并确定配电网规划最大供电能力增量;计算配电网供电能力提升建设投资和运行控制成本;利用改进的交叉算子以及精英选择策略对主动配电网供电能力和源网荷控制成本两个目标值进行判断和更新,基于非支配排序获取Pareto解集;基于设定的最大供电能力、获取的Pareto解集确定供电投资规划方案。进一步地,所述改进的交叉算子具体为:其中,A.rank表示当前代的个体A的非支配排序等级,A.dist表示当前代的个体A的拥挤距离,B.rank表示当前代的个体A的非支配排序等级,B.dist表示当前代的个体A的拥挤距离。其中,所述精英选择策略具体为:计算当前层级个体中所有非支配解的拥挤距离,删除其中拥挤距离最小的解;判断当前层级个体中剩余非支配解规模,如果达到所要选择的个体数量要求则执行下一步骤,否则,执行上一步骤;输出当前层级个体中剩余的非支配解。其中,所述运行控制成本包括:分布式电源出力主动管理成本、网络重构中开关动作成本以及需求侧负荷的主动管理成本。进一步地,所述分布式电源出力主动管理成本具体为:式中,CMT为燃气轮机发电成本;Cng表示单位燃气成本;PMT为燃气轮机的有功输出功率;η为燃气轮机的运行效率。进一步地,所述网络重构中开关动作成本具体为:CSW=CRCSNRCS其中,CRCS为网络重构过程中开关动作一次产生的成本;NRCS为网络重构过程中开关动作的次数。进一步地,所述需求侧负荷的主动管理成本具体为:其中,cIL,l表示中断负荷的合同价格,kIL表示无功价格系数,PIL,l、QIL,l分别表示中断负荷的有功、无功功率。本专利技术提供的技术方案的有益效果是:本专利技术通过规模化清洁能源的接入、供需交互的加深、增量配电业务的放开以及电能替代战略的实施,适应新形势下供电可靠性、配电智能化等发展需求。附图说明图1为本专利技术提供的一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法的流程图;图2为本专利技术提供的配电网供电能力提升的建设投资成本和运营关系的流程图;图3为本专利技术提供的熵权基点法筛选Pareto解集的流程;图4为本专利技术提供的NSGA-II求解模型流程;图5为实施例改进的IEEE33节点配电系统结构图;图6为实施例基于改进NSGA-II算法求得的供电能力多目标Pareto解及筛选情况。其中,(a)为实施列求得的主动配电网优化后的多目标Pareto最优解以及选择的折衷最优解的示意图;(b)为实施列求得的多目标Pareto最优解对应的理想度数值,用以选择最终的折衷最优解的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例1一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,参见图1,该方法包括:101:求解现有电网最大供电能力,并确定配电网规划最大供电能力增量;102:计算配电网供电能力提升建设投资和运行控制成本;利用改进的交叉算子以及精英选择策略对主动配电网供电能力和源网荷控制成本两个目标值进行判断和更新,基于非支配排序获取Pareto解集;103:基于设定的最大供电能力、获取的Pareto解集确定供电投资规划方案。综上所述,本专利技术实施例通过规模化清洁能源的接入、供需交互的加深、增量配电业务的放开以及电能替代战略的实施,适应新形势下供电可靠性、配电智能化等发展需求。实施例2下面结合具体的计算公式、实例、图1-图4对实施例1中的方案进行进一步地介绍,详见下文描述:一、配电网最大供电能力的求取配电网最大供电能力可以描述为配电网中所有馈线N-1校验和变电站主变N-1校验均满足时,该配电网所能带的最大负荷。N-1时要考虑主变和馈线间的负荷转带、主变和馈线的容量、网络中主变间以及馈线间的联络关系等配电网实际运行约束。配电网最大供电能力给出了配电网在安全可靠运行范围内的效率和经济性最高的工作点,其求解方法主要可分为解析法和线性规划模型法两类。本专利技术实施例提供的配电网供电能力提升的建设投资成本和运营成本分析关系如图2所示。其中,P1和P2分别为不同方案下的配电网供电能力提升建设投资成本。S1和S2分别为不同方案下的单位时间下的配电网运营成本,即为配电网运营成本的单位斜率。以配电网功能应用总时间T为基础,配电网供电能力提升的总成本为:Ctotal=Pi+Si×T(i∈I)(1)式中,Ctotal为配电网运营成本;I为可行的配电网供电能力提升方案集合;Pi和Si分别为不同方案下的配电网供电能力提升建设投资成本和单位时间下的配电网运营成本。本实施例不限定现有电网最大供电能力求取方法。最大供电能力增量,可以由电力系统、电力负荷增加(包括“煤改电”工程实施)、供电可靠性提升等决定。二、配电网供电能力提升建设投资和运行控制成本计算。配电网供电能力提升建设投资成本Pi,包括:配电网的电网改造和新建电网的土地征收、设备购置、以及建设成本。该部分的求解与传统配电网规划成本估算本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,其特征在于,所述方法包括:求解现有电网最大供电能力,并确定配电网规划最大供电能力增量;计算配电网供电能力提升建设投资和运行控制成本;利用改进的交叉算子以及精英选择策略对主动配电网供电能力和源网荷控制成本两个目标值进行判断和更新,基于非支配排序获取Pareto解集;基于设定的最大供电能力、获取的Pareto解集,确定供电投资规划方案。

【技术特征摘要】
1.一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,其特征在于,所述方法包括:求解现有电网最大供电能力,并确定配电网规划最大供电能力增量;计算配电网供电能力提升建设投资和运行控制成本;利用改进的交叉算子以及精英选择策略对主动配电网供电能力和源网荷控制成本两个目标值进行判断和更新,基于非支配排序获取Pareto解集;基于设定的最大供电能力、获取的Pareto解集,确定供电投资规划方案。2.根据权利要求1所述的一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,其特征在于,所述改进的交叉算子具体为:其中,A.rank表示当前代的个体A的非支配排序等级,A.dist表示当前代的个体A的拥挤距离,B.rank表示当前代的个体A的非支配排序等级,B.dist表示当前代的个体A的拥挤距离。3.根据权利要求1所述的一种应用于配电网供电能力提升的量化控制方法,其特征在于,所述精英选择策略具体为:计算当前层级个体中所有非支配解的拥挤距离,删除其中拥挤距离最小的解;判断当前层级个体中剩余非支配解规模,如果达到所要选择的个体数量要求则执行下一步骤,否...

【专利技术属性】
技术研发人员:孔祥玉雍成思陈瑛孔祥春王晟晨
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:天津,12

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