一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法技术

一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，包括以下步骤：针对用户侧多种资源的不确定性，采用鲁棒优化的盒式不确定集对风机出力、光伏出力、负荷功率的不确定性进行建模；以适应用户侧多种资源的不确定性为目标，以分布式电源的接入位置、安装数量以及新建网架结构为投资决策内容，建立考虑规划方案的全寿命周期投资成本和运行成本的双层配电网规划模型；提出一种基于极限场景法的配电网二阶段鲁棒规划方法；通过基于极限场景法的改进C&CG算法将二阶段鲁棒规划问题拆分成为主子问题迭代求解。本设计不仅能够提高配电网规划的鲁棒性和经济性，提高配电网应对不确定性风险的能力，而且模型求解简单，计算效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法
本专利技术涉及配电网规划领域，尤其涉及一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法。
技术介绍
近年来，随着分布式电源、电动汽车等多种资源的大规模接入配电网，其不确定因素会对配电网的规划和运行带来挑战。目前对不确定因素的处理方法主要有随机优化、机会约束优化以及鲁棒优化。随机优化虽然可以模拟日常不确定场景，但难以应对极端场景；机会约束优化需要计算不确定变量的准确的概率分布函数，数据获取难度较大；鲁棒优化采用区间来描述参数的不确定性，从而避免了对不确定参数准确概率以及模糊隶属度的需求，同时提高了配电网的鲁棒性，然而目前的配电网多层鲁棒规划方法对网架结构规划考虑较少，且求解方法引入较多非线性项，使得模型求解较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术中存在的配电网规划的可靠性、经济性低，模型求解复杂、效率低的缺陷与问题，提供一种配电网规划的可靠性、经济性高，模型求解简单、效率高的考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法。为实现以上目的，本专利技术的技术解决方案是：一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/nA、针对用户侧多种资源的不确定性，采用鲁棒优化的盒式不确定集对风机出力、光伏出力、负荷功率的不确定性进行建模；/nB、以适应用户侧多种资源的不确定性为目标，以分布式电源的接入位置、安装数量以及新建网架结构为投资决策内容，建立考虑规划方案的全寿命周期投资成本和运行成本的双层配电网规划模型，其中，规划层目标函数为总建设成本和运行成本最低，运行层目标函数为确定规划方案下的运行成本最低；/nC、采用极限场景法处理双层配电网规划模型的不确定性因素，提出一种基于极限场景法的配电网二阶段鲁棒规划方法；第一阶段是规划建设阶段...

【技术特征摘要】
1.一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
A、针对用户侧多种资源的不确定性，采用鲁棒优化的盒式不确定集对风机出力、光伏出力、负荷功率的不确定性进行建模；
B、以适应用户侧多种资源的不确定性为目标，以分布式电源的接入位置、安装数量以及新建网架结构为投资决策内容，建立考虑规划方案的全寿命周期投资成本和运行成本的双层配电网规划模型，其中，规划层目标函数为总建设成本和运行成本最低，运行层目标函数为确定规划方案下的运行成本最低；
C、采用极限场景法处理双层配电网规划模型的不确定性因素，提出一种基于极限场景法的配电网二阶段鲁棒规划方法；第一阶段是规划建设阶段，确定分布式电源的接入位置和安装数量，以及线路的新建位置；第二阶段是运行阶段，在第一阶段规划方案下，模拟各极限场景下配电网的运行状况，针对其中最恶劣的场景进行优化；
D、通过基于极限场景法的改进C&CG算法将二阶段鲁棒规划问题拆分成为主子问题迭代求解，主问题求解单个极限场景下的最优规划方案，并将其传给子问题，子问题则是通过极限场景法寻找在当前规划方案下的最恶劣的场景，通过添加最恶劣场景的相关运行约束条件到主问题，影响主问题决策，最后通过主子问题迭代求得鲁棒规划问题最优解。


2.根据权利要求1所述的一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，其特征在于：
步骤A中，风机出力、光伏出力、负荷功率的不确定性表示为：



其中，分别为风机出力数据、光伏出力数据、负荷功率需求；分别为风机出力、光伏出力、负荷功率的预测出力；β1、β2、β3分别为风机出力、光伏出力、负荷功率可能偏移预测值的最大范围。


3.根据权利要求2所述的一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，其特征在于：
步骤B中，双层配电网规划模型用数学模型表述为：



其中，CINV为投资成本；COPE为运行成本；G(·)、H(·)为规划层约束条件；g(·)、f(·)为运行层约束条件；xinv为建设变量，决定线路和分布式电源的投建；xope为运行变量，包括线路功率与节点电压；ξ为风机、光伏、负荷的不确定性参数，主要集中在运行层。


4.根据权利要求3所述的一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，其特征在于：
步骤B中，规划层目标函数为minF＝CINV+COPE，具体为：
CINV＝CWTG+CPVG+CLINE









其中，下标j表示节点编号；下标ij表示节点i和节点j之间的线路；CLINE、CWTG、CPVG分别为折算到每年的线路、风机、光伏的总建设成本；Z为通货膨胀率；YLINE、YWTG、YPVG分别为线路、风机、光伏的使用寿命；为每公里线路的建设成本；cWTG、cPVG分别为风机、光伏的单台建设成本；Lij为各条备选线路的长度；ΩLINE、ΩWTG、ΩPVG分别为待建线路候选集合、待建风机候选节点集合、待建光伏候选节点集合；为0-1变量，决定线路、风机、光伏是否投建，对于已建设的线路，为1；



其中，T为一天运行的时段数；Δt为每个时段的时间；为t时段向主网购电的电价；closs、cLS、cLW、cLPV分别为单位网损成本、失负荷成本、弃风成本、弃光成本；分别为主网出力、失负荷功率、风机出力数据、风机实际出力、光伏出力数据、光伏实际出力；Iij，t为线路电流；rij为线路电组；ΩTR为变压器节点的集合；Eline为配电网所有已投建和待投建的线路集合；ΩENS为所有负荷节点的集合；
运行层目标函数为：
minf＝COPE。


5.根据权利要求4所述的一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，其特征在于：
步骤B中，规划层约束条件包括设备投资建设约束、网络辐射状约束和网络连通性约束；
假设配电网规划中规定接入风机和光伏的最大数目，新建线路的数目也已确定，则设备投资建设约束具体为：



其中，NWTG为新建风机的最大台数；NPVG为新建光伏的最大台数；NLINE为预计新建线路的数目；
为保证所规划电网各个节点的连通性，且不出现“环岛”运行的情况，需要将所规划配网的拓扑结构进行连通性检验以及辐射状检验。


6.根据权利要求4所述的一种考虑用户侧多种资源接入的电网多层规划方法，其特征在于：
步骤B中，运行层约束条件包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄家祺，贺继锋，颜炯，桑子夏，徐敬友，杨东俊，王思聪，阮博，熊炜，刘君瑶，罗纯坚，张宇威，杨军，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网湖北省电力有限公司经济技术研究院，武汉大学，
类型：发明
国别省市：北京;11