基于DDQN-KRR的电气热协同的配电网动态重构方法及系统技术方案

本发明专利技术提出了基于DDQN

【技术实现步骤摘要】
基于DDQN
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KRR的电气热协同的配电网动态重构方法及系统


[0001]本专利技术属于配电网重构相关
，尤其涉及基于DDQN
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KRR的电气热协同的配电网动态重构方法及系统。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]单一能源形式的配电网已难以满足经济性和碳排放的要求。考虑电
‑
气
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热多能流协同的配电网重构(distributionnetwork reconfiguration,DNR)成为提高配电系统经济效益和消纳新能源的重要手段。随着机器学习理论的发展，基于数据驱动的配电网动态重构一定程度上解决了动态重构难以满足系统对时效性和经济性要求的问题。因此，基于数据驱动并考虑综合能源(integrated energy system,IES) 的配电网动态重构成为研究的热点。关于DNR的研究已较为完善，DNR可分静态重构与动态重构。静态重构虽然计算效率高，但未考虑不同时段的源荷变化，难以得到理想的重构策略；动态重构因需考虑时段划分，计算时间相对较长，得到的重构策略往往不具有时效性。
[0004]文献“杨明,翟鹤峰,马嘉翼等.计及分布式电源发电不平衡度约束的三相不对称配电网动态重构[J].中国电机工程学报,2019,39(12): 3486
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3499”提出一种计及分布式电源(distributed generation,DG)三相不对称的配电网动态重构方法，提高了三相不平衡网络的安全性与经济性。文献“翟鹤峰,杨明,赵利刚,等.提升分布式电源接纳能力的配电网三相鲁棒动态重构[J].电力系统自动化.2019,43(18):35
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42.”基于二阶段鲁棒优化方法，利用配电网动态重构提高不可控分布式电源的并网能力。文献“易海川,张彼德,王海颖,等.提高DG接纳能力的配电网动态重构方法[J].电网技术,2016,40(05):1431
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1436.”针对DG大量接入配电系统的问题，提出一种以提高DG接纳能力为目标的配电网动态重构方法，减少了舍弃DG的风险。“李扬，韦钢,马钰,等.含电动汽车和分布式电源的主动配电网动态重构[J].电力系统自动化.2018,42(05): 102
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110.”提出一种基于区间数方法的含电动汽车和分布式电源的动态重构策略，实现了考虑多种不确定因素下主动配电网的动态重构。近年来，新兴算法的出现使得动态重构得到重构解的时间大大降低。文献“MALEKSHAH S,RASOULI A,MALEKSHAH Y,et al.Reliability
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drivendistribution power network dynamic reconfiguration in presence ofdistributed generation by the deep reinforcement learning method[J]. Alexandria Engineering Journal,2022,61(8):6541
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6556.”提出了一种基于动态重构方法，通过强化学习算法提高配电网在分布式发电情况下的可靠性。文献“JI X,YIN Z,ZHANG Y,et al.Real
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time autonomousdynamic reconfiguration based on deep learning algorithm fordistribution network[J].Electric Power Systems Research,2021, 195(03):107132.”构建了基于长短期记忆神经网络(long short
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termmemory,LSTM)的配电网实时自主动态重构模型，降低了配电网功率损耗和开关动作成本。文献“BUI V,SU W.Real
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time operation of distribution
network:A deep reinforcement learning
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based reconfigurationapproach[J].Sustainable Energy Technologies and Assessments, 2022,50(01):101841.”提出了一种动态网络重构策略，基于三阶段深度确定性策略梯度算法(deep deterministic policy gradient,DDPG)实现快速重构进而提高了配电网的稳定性和可靠性。上述文献均有效促进了配电网动态重构领域的发展，但未考虑IES对配电网动态重构的影响。
[0005]综合考虑电
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气
‑
热IES与传统配电系统的深度融合，深度挖掘IES系统在能量传输和转化过程中的灵活性资源，可有效提高配电网动态重构的有效性。文献“靳小龙,穆云飞,贾宏杰,等.考虑配电网重构的区域综合能源系统最优混合潮流计算[J].电力系统自动化,2017,41(01): 18
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24+56.”提出了计及配电网重构的电
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气区域综合能源系统(integratedcommunity energysystem,ICES)最优混合潮流算法，从“源
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网
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荷”多方面对ICES进行调度优化，降低了ICES成本。文献“陈泽兴,张勇军,黄豫,等.基于条件风险价值的综合能源配电网优化重构方法研究[J].全球能源互联网,2020,3(06):590
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599.”建立了考虑配电网重构的电
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气 IES优化运行模型，利用条件风险价值理论量化IES不确定性带来的运行风险，提升了IES的运行能力，并使配电网重构结果更具鲁棒性。文献“周步祥,姚先禹,臧天磊.计及电
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气双向耦合的综合能源配电网优化重构 [J/OL].电测与仪表,2021[2022
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10
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05].”引入电转气装置，构建了计及配电网重构的电
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气双向耦合IES模型，验证了配电网重构能够降低IES的运行费用，并可提高配电系统的运行电压水平和配气网的气压。文献“李鹏,王子轩,侯磊,等.基于重复博弈的区域综合能源系统优化运行分析 [J].电力系统自动化,2019,43(14):81
‑
89.”提出了基于重复博弈的电
ꢀ‑
气区域IES优化方法，将配电网重构作为优化手段之一，有效降低了系统运行成本。上述研究虽然将IES与配电网重构综合考虑，但鲜有研究同时计及电网、热网和气网的协同运行；且现有研究多针对单一时间断面的静态重构，未考虑连续时间尺度的动态重构。

技术实现思路

[0006]为克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于DDQN
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KRR的电气热协同的配电网动态重构方法，其特征在于，包括：以配电网运行成本和配气网气源成本之和最小为优化目标函数，以配电网约束、配气网约束、配热网约束以及电
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气
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热耦合约束为约束条件，构建配电网动态重构模型；利用DDQN
‑
KRR对配电网动态重构模型进行求解，其中，基于节点负荷与DG出力通过KRR模型预测耦合机组出力；基于节点负荷、DG出力以及所述耦合机组出力数据通过DDQN模型得到重构策略。2.如权利要求1所述的基于DDQN
‑
KRR的电气热协同的配电网动态重构方法，其特征在于，所述目标函数为：所述目标函数为：所述目标函数为：其中，和分别为t时段配电网运行成本和配气网气源成本；C
L
、C
sub
、C
d
和C
gas
分别为配电网线损、配电网购电、配电网开关动作和气源出力成本系数；B、Ω、K和S分别为配电网支路集合、配电网节点集合、配气网集合和气源集合；δ
b,t
和为0
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1变量；为t时段配电网第b条支路的电流；为t时段与节点i相连的变电站有功出力；R
b
为配电网第b条支路的电阻；为t时段第k个气网中第s个气源出力。3.如权利要求1所述的基于DDQN
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KRR的电气热协同的配电网动态重构方法，其特征在于，所述配电网约束包括：配电网潮流约束；系统安全约束；网络辐射状约束；所述配气网约束包括：流量约束；管道流量约束；气源出力约束；节点压力约束；所述配热网约束包括：热功率平衡约束；CHP和换热站温度约束；热网温度约束；所述电
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气
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热耦合约束包括：CHP机组电
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气
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热耦合约束；GT机组电
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气耦合约束。4.如权利要求2所述的基于DDQN
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KRR的电气热协同的配电网动态重构方法，其特征在于，还包括对潮流约束中的非线性方程采用big
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M与二阶锥方法进行线性化处理；对配气网约束中的管道流量约束中存在的二次函数采用增量分段线性化方法进行处理；对配电网重构流程的简化为：将一个联络开关与多个分段开关编为基本环路矩阵，通过静态重构压缩BLM。5.如权利要求1所述的基于DDQN
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KRR的电气热协同的配电网动态重构方法，其特征在于，利用DDQN
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KRR对配电网动态重构模型进行求解时，数据库的建立包括：基于计及电
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气
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热协同的配电网静态重构模型使用节点负荷与DG出力...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉兴全，张玉敏，叶平峰，王金玉，于一潇，杨明，朱应业，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：