一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法及系统技术方案

本公开属于配电网规划技术领域，提供了一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法及系统，包括以下步骤：获取配电网的基础数据；根据所获取的数据，以年综合费用最小为目标函数，构建计及安全域和期望损失的配电网电源规划模型；综合考虑投资和网损，对目标函数和目标函数约束中的非线性项进行线性化处理，将所构建的计及安全域和期望损失的配电网电源规划模型转化成线性规划模型；对所述线性规划模型进行交替迭代求解，得到配电网电源的规划方案。划方案。划方案。

【技术实现步骤摘要】
一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法及系统


[0001]本公开属于配电网规划
，具体涉及一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]由于配电网中能源的短缺，分布式发电电源(DG)近些年得到了大量的建设。配电网电源规划是配网规划中的一个重要问题，兼顾有效性与经济性的配电网电源规划能够确保电力系统的安全经济运行，符合电力市场的发展需求。配电网电源规划的定义是为了满足未来年负荷增长和电网发展的要求，确定在何时、何地建设何种类型的电源。配电网电源规划的结果直接影响到配电网的投资、收益以及未来配电网运行的经济性、可靠性和稳定性。配电网中的DG接入可以提高电力系统的效率和经济性，但是，配电网中DG比例过高会给配电网带来一系列问题，如潮流双向流动、短路电流增大、三相不平衡、谐波污染等，导致系统可靠性水平下降。因此，配电网的电源规划问题成为配电网规划的重要内容。
[0004]安全域最早在电网的实时调度问题中提出，其定义为系统可接纳的最大扰动范围，该扰动通常为风电和负荷的扰动。然而，随着配电网中分布式电源的不断增多，配电网中不确定性的随机扰动问题不容忽视，因此在配电网电源规划时考虑系统的安全域具有重要意义。然而，在配电网电源规划问题中，一般以规划成本与运行成本最优为目标函数，若考虑所有节点扰动的完全接纳，虽满足了安全性，但会使经济性显著降低。因此可以考虑节点扰动的随机统计规律，通过计算期望损失的方法，对超出接纳能力的扰动进行惩罚，从而对规划过程中的安全性和经济性进行折中。这样虽然使模型更加合理，但是精确的期望损失成本需采用积分的形式计算，传统的线性化期望损失的方法会引入大量的0
‑
1变量，从而影响规划模型的计算效率。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本公开提出了一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法及系统，采用仿射可调鲁棒优化方法(AARO)模型进行处理，并进一步考虑风电扰动的随机特性，引入风电期望损失指标，采用多种线性化方法把期望损失简化表达，将考虑安全域与期望损失计算的配电网电源规划模型转化为一个线性规划(LP)模型，大大提升了规划模型的计算效率，实现了考虑安全域的前提下高效而准确的计算期望损失成本。
[0006]根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，采用如下技术方案：
[0007]一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，包括以下步骤：
[0008]获取配电网的基础数据；
[0009]根据所获取的数据，以年综合费用最小为目标函数，构建计及安全域和期望损失
的配电网电源规划模型；
[0010]综合考虑投资和网损，对目标函数和目标函数约束中的非线性项进行线性化处理，将所构建的计及安全域和期望损失的配电网电源规划模型转化成线性规划模型；
[0011]对所述线性规划模型进行交替迭代求解，得到配电网电源的规划方案。
[0012]作为进一步的技术限定，所获取的基础数据包括配电网拓扑结构中的线路容量、线路电阻和电抗、各节点有功和无功负荷、系统中已有可再生能源的预测出力等数据。
[0013]作为进一步的技术限定，所述年综合费用包括投资成本、运营成本、备用调整成本和期望损失成本。
[0014]进一步的，采用分段线性规划对所述期望损失成本进行线性化处理。
[0015]作为进一步的技术限定，所述目标函数约束包括基于净负荷预测值的约束和考虑节点净负荷扰动的约束；所述基于净负荷预测值的约束包括总功率平衡约束、线路潮流约束、线路容量约束、节点电压约束、可控机组出力约束和备用调整约束；所述考虑节点净负荷扰动的约束包括有效安全域范围约束、随机参数波动范围约束、扰动功率平衡约束、线路潮流约束、线路容量约束、节点电压约束和可控机组出力约束。
[0016]作为进一步的技术限定，通过仿射可调鲁棒优化方法对约束中的随机参数进行处理，得到可求解的优化模型，即得到线性规划模型。
[0017]进一步的，模型转化的具体过程为：假设净负荷扰动与机组出力调整之间存在仿射关系；引入辅助变量，进行随机参数波动范围约束的转换，得到负荷扰动与安全域之间的对应关系；补充备用应对扰动能力约束，净负荷在有效安全域范围内扰动时，能完全应对负荷扰动需求；根据仿射可调鲁棒优化方法处理存在随机参数的不等式约束，得到线性规划模型。
[0018]作为进一步的技术限定，所述交替迭代求解的具体过程为：将机组分配系数固定来求解规划模型，从而作为第一层线性规划问题，优化机组的预测出力和各节点可接纳的净负荷功率扰动范围边界；固定机组预测出力及可接纳的扰动范围边界，优化机组分配系数，作为第二层线性规划问题，得到新的机组分配系数值；对两层线性优化问题进行交替迭代求解，当两层优化问题获得的分配系数差小于0.001时，跳出循环，迭代结束得到最优解，实现对机组分配系数、预测出力和安全域的联合优化，得到最终的各部分成本和规划方案。
[0019]根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划系统，采用如下技术方案：
[0020]一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划系统，包括：
[0021]获取模块，被配置为获取配电网的基础数据；
[0022]构建模块，被配置为根据所获取的数据，以年综合费用最小为目标函数，构建计及安全域和期望损失的配电网电源规划模型；
[0023]转化模块，被配置为综合考虑投资和网损，对目标函数和目标函数约束中的非线性项进行线性化处理，将所构建的计及安全域和期望损失的配电网电源规划模型转化成线性规划模型；
[0024]规划模块，被配置为对所述线性规划模型进行交替迭代求解，得到配电网电源的规划方案。
[0025]根据一些实施例，本公开的第三方案提供了一种计算机可读存储介质，采用如下
技术方案：
[0026]一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第一方面所述的计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法中的步骤。
[0027]根据一些实施例，本公开的第四方案提供了一种电子设备，采用如下技术方案：
[0028]一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第一方面所述的计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法中的步骤。
[0029]与现有技术相比，本公开的有益效果为：
[0030](1)本公开构建了考虑安全域与期望功率损失简化计算方法的配电网电源规划模型，期望损失功率通常采用积分的形式计算，给模型求解带来了困难；采用分段线性的方法对期望损失功率进行线性化表达，并解决了传统线性方法引入0
‑
1变量降低计算效率的问题，使模型建立更加全面，规划结果更加综合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，其特征在于，包括以下步骤：获取配电网的基础数据；根据所获取的数据，以年综合费用最小为目标函数，构建计及安全域和期望损失的配电网电源规划模型；综合考虑投资和网损，对目标函数和目标函数约束中的非线性项进行线性化处理，将所构建的计及安全域和期望损失的配电网电源规划模型转化成线性规划模型；对所述线性规划模型进行交替迭代求解，得到配电网电源的规划方案。2.如权利要求1中所述的一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，其特征在于，所述年综合费用包括投资成本、运营成本、备用调整成本和期望损失成本。3.如权利要求2中所述的一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，其特征在于，采用分段线性规划对所述期望损失成本进行线性化处理。4.如权利要求1中所述的一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，其特征在于，所述目标函数约束包括基于净负荷预测值的约束和考虑节点净负荷扰动的约束；所述基于净负荷预测值的约束包括总功率平衡约束、线路潮流约束、线路容量约束、节点电压约束、可控机组出力约束和备用调整约束；所述考虑节点净负荷扰动的约束包括有效安全域范围约束、随机参数波动范围约束、扰动功率平衡约束、线路潮流约束、线路容量约束、节点电压约束和可控机组出力约束。5.如权利要求1中所述的一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，其特征在于，通过仿射可调鲁棒优化方法对约束中的随机参数进行处理，得到可求解的优化模型，即得到线性规划模型。6.如权利要求5中所述的一种计及安全域和期望损失的配电网电源规划方法，其特征在于，模型转化的具体过程为：假设净负荷扰动与机组出力调整之间存在仿射关系；引入辅助变量，进行随机参数波动范围约束的转换，得到负荷扰动与安全域之间的对应关系；补充备用应对扰动能力约束，净负荷在有效安...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁荣，李文升，鉴庆之，张松，王春义，张晓磊，卢志鹏，王延朔，杨波，郑志杰，綦陆杰，刘志清，吴健，王耀雷，刘钊，杨扬，李昊，李昭，张雯，杨慎全，崔灿，赵韧，刘淑莉，邓少治，李凯，赵兰明，丁天池，刘帅，王明强，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：