一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法技术

本发明专利技术提供一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法，包括以下步骤：以成本最小化构建上层决策者的上层模型：预测下层决策者的投资策略、并以此来选择预设的增量配电网规划方案；向下层决策者提供DG接入的候选位置、报价和容量上限；构建最小成本目标函数minC(u)；以利润最大化构建下层决策者的下层模型：下层决策者根据上层决策者给出的报价来决策投资方案，并构建最大净收益目标函数R(u)；根据最小成本目标函数minC(u)和最大净收益目标函数R(u)形成初始规划方案。本申请在增量配电网扩展规划决策过程中考虑了上层决策者和下层决策者之间的主从博弈关系，有利于提高上层决策者和下层决策者投资的经济性与合理性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法
本专利技术涉及增量配电网领域，特别是涉及一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法。
技术介绍
随着配电业务的逐渐放开，多参与主体对增量配电网进行规划成为研究热点。目前，配电网规划的模型有多种，比如，可基于配电网中DG机组的综合经济规划、基于配电网电压电流的实时测量等。但是，上述配电网规划时未考虑多参与主体间的规划决策顺序，从而不能得到最为合理经济的投资方式。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺陷和各种不足之处，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法，能够兼顾双方投资主体的利益，有利于做出最佳决策。为实现上述目的，本专利技术提供一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法，包括以下步骤：A、以成本最小化构建上层决策者的上层模型，其包括以下分步骤：A1、预测下层决策者的投资策略、并以此来选择预设的增量配电网规划方案；A2、向下层决策者提供DG接入的候选位置、报价和容量上限；A3、构建最小成本目标函数minC(u)：式中，Cline(u)为第u年线路升级成本，Closs(u)为第u年线路损耗成本，Cgrid(u)为第u年向电网购电成本，为第u年投资WT和PV成本，为第u年向下层决策者购电成本；B、以利润最大化构建下层决策者的下层模型，其包括以下步骤：下层决策者根据上层决策者给出的报价来决策投资方案，并构建最大净收益目标函数R(u)：式中，Rp(u)为售电收入，为投资WT和PV成本，为WT和PV维护费用；C、根据最小成本目标函数minC(u)和最大净收益目标函数R(u)形成初始规划方案。进一步地，所述上层决策者为DISCO，所述下层决策者为DGOs。进一步地，所述步骤C中，采用粒子群算法形成所述初始规划方案。进一步地，所述增量配电网扩展规划决策方法还包括步骤D，所述步骤D位于步骤C之后，所述步骤D包括下述步骤：D1、更新最小成本目标函数minC(u)、直至达到迭代次数；D2、更新最大净收益目标函数R(u)、直至达到迭代次数。本专利技术涉及的基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法具有以下有益效果：本申请在增量配电网扩展规划决策过程中考虑了上层决策者和下层决策者之间的主从博弈关系，即对上层决策者和下层决策者进行了协调规划，有利于提高上层决策者和下层决策者投资的经济性与合理性，从而有利于增强配电网的稳定可靠性运行。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图对本专利进行详细说明。附图说明图1为本申请中基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法的原理图。具体实施方式本申请提供一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法，其优选实施例如下叙述。如图1所示，本申请涉及的基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法，对增量配电网扩展规划中对上层决策者和下层决策者的协调规划行为分别构建模型，建立满足主从博弈的规划机制。另外，在配电网扩展规划中，上层决策者为DISCO(DistributionSystemCompany，配电公司)，下层决策者为DGOs(DistributedGenerationOwners，分布式电源运营商)。因此，上层决策者DISCO是主从博弈关系中的领导者，目标是最小化成本；下层决策者DGOs是主从博弈关系中的跟随者，目标是利润最大化。进一步地，本申请涉及的基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法包括以下步骤：A、以成本最小化构建上层决策者DISCO的上层模型，具体包括以下分步骤：A1、预测下层决策者DGOs的投资策略、并以此来选择预设的增量配电网规划方案。A2、向下层决策者DGOs提供DG(分布式电源)接入的候选位置、报价和容量上限，使得配电网投资、运行维护方案的成本最小化。A3、构建最小成本目标函数minC(u)：式中，Cline(u)为第u年线路升级成本，Closs(u)为第u年线路损耗成本，Cgrid(u)为第u年向电网购电成本，为第u年投资WT(WindTurbine，风力发电机)和PV(Photovoltaic，光伏电池)成本，为第u年向下层决策者购电成本。进一步地，第u年线路升级成本Cline(u)为：式中：d为折现率；k为改造线路条数；Ωk为改造线路的集合；N为规划完成年限；ρk为新建单位长度线路的成本；为第u年新建的第k条线路的长度；为第u年改造的第k条线路的长度；Ok(T，u)为二进制变量。第u年线路损耗成本Closs(u)为：式中：T为时段数；β为时段数的集合；g为第u年配电网的第g条线路；Ωg为增量配电网所有线路的集合；ρloss(T，u)为第u年第T个时段的网损价格；第u年第T个时段第g条线路的有功损耗；t(T，u)为第u年第T个时段的持续时间；Og(T，u)为二进制变量。第u年向电网购电成本Cgrid(u)为：式中：ρgrid(T，u)为第u年第T个时段向电网购电的单价；pgrid(T，u)为第u年第T个时段向电网购电的功率。第u年投资WT和PV成本为：式中：为第u年在第w、v个节点投资风机、光伏设备单位容量的成本；为第u年在第w、v个节点投资WT、PV的容量；为对WT、PV设备单位容量的维护成本。第u年向下层决策者购电成本为：其中，式中：为第u年在第x、y个节点购买DGO的DG功率；为第u年在第x、y个节点购买下层决策者DGOs的WT、PV发电功率的单价；为第u年在第x、y个节点向DGO的总体购电容量；为DISCO第u年在第x、y个节点的购电容量。B、以利润最大化构建下层决策者的下层模型，其包括以下步骤：下层决策者DGOs根据上层决策者DISCO给出的报价来决策投资方案，并构建最大净收益目标函数R(u)：式中，Rp(u)为售电收入，为投资WT和PV成本，为WT和PV维护费用。进一步地，售电收入Rp(u)为：式中：为下层决策者DGOs第u年在第x、y个节点对于总发电小时数的修正系数。投资WT和PV成本为：式中：为下层决策者DGOs第u年在第x、y个节点投资WT、PV单位容量的价格。WT和PV维护费用为：式中：r为下层决策者DGOs期望收回投资和运行维护费用的年限；为下层决策者DGOs第u年维护WT、PV单位容量的成本。C、根据最小成本目标函数minC(u)和最大净收益目标函数R(u)，采用粒子群算法形成初始规划方案。具体说，其依次包括下述步骤：输入IEEE-33配电系统的原始数据；设置参数和场景数；随机生成粒子群的位置和速度；形成上层决策者DISCO和下层决策者DGOs的初始规划方案；对配电网规划方案进行潮流计算本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法，其特征在于：包括以下步骤：/nA、以成本最小化构建上层决策者的上层模型，其包括以下分步骤：/nA1、预测下层决策者的投资策略、并以此来选择预设的增量配电网规划方案；/nA2、向下层决策者提供DG接入的候选位置、报价和容量上限；/nA3、构建最小成本目标函数minC(u)：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于主从博弈的增量配电网扩展规划决策方法，其特征在于：包括以下步骤：
A、以成本最小化构建上层决策者的上层模型，其包括以下分步骤：
A1、预测下层决策者的投资策略、并以此来选择预设的增量配电网规划方案；
A2、向下层决策者提供DG接入的候选位置、报价和容量上限；
A3、构建最小成本目标函数minC(u)：



式中，Cline(u)为第u年线路升级成本，Closs(u)为第u年线路损耗成本，Cgrid(u)为第u年向电网购电成本，为第u年投资WT和PV成本，为第u年向下层决策者购电成本；
B、以利润最大化构建下层决策者的下层模型，其包括以下步骤：
下层决策者根据上层决策者给出的报价来决策投资方案，并构建最大净收益目标函数R(u)：


<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张增强，于志勇，荆世博，吕盼，孙立成，陈伟伟，付高善，关洪浩，余中平，周专，徐龙秀，边家瑜，许叶林，翟旭京，李庆波，
申请(专利权)人：国网新疆电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：新疆;65