【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网规划，具体涉及一种交直流混合配电网规划方案生成方法及装置。
技术介绍
1、随着电力系统的快速发展，节能减排目标要求电力系统更加绿色和清洁化。在此背景下，光伏设备作为重要的可再生能源利用手段发展迅速。大规模的光伏设备集中接入在中、低压配电网中，而传统的交流中、低压配电网中馈线与台站间的联络性较差、整体协同运行能力不足，配电网的消纳能力没有得到充分利用，并且没有建立多层级相互协同的消纳模式，因此大规模光伏的接入给配电网运行带来了一系列挑战，造成线损率升高、电压越限等问题。
2、直流配电技术和储能技术具有高效、灵活的优势，通过建设交直流混合配电网，可以有效提高配电网的运行灵活性和溢出功率消纳能力。如何根据现有配电网结构、光伏和负荷时空分布情况规划建设直流配电线路和储能设备是亟待研究的问题，通过建立规划模型，可以在尽量减小系统投资成本的同时提高配电网的溢出功率消纳能力。而目前针对光伏大规模接入的配电网规划研究较少。
技术实现思路
1、为了克服上述缺陷，本专利技术提出了一种交直流混合配电网规划方案生成方法及装置。
2、第一方面，提供一种交直流混合配电网规划方案生成方法，所述交直流混合配电网规划方案生成方法包括：
3、求解预先构建的交直流混合配电网规划模型，得到优化结果；
4、基于所述优化结果，得到交直流混合配电网规划方案；
5、所述优化结果包括下述中的至少一种：电网节点间直流线路的建设系数、电网节点的换流器的额定
6、其中，若所述电网节点间直流线路的建设系数为1，则所述电网节点间建设直流线路，否则，所述电网节点间不建设直流线路，若所述电网节点的储能建设系数为1，则所述电网节点建设储能，否则，所述电网节点不建设储能。
7、优选的，所述预先构建的交直流混合配电网规划模型包括：以直流线路和储能设备投资的经济性指标最小为目标的目标函数及其对应的约束条件。
8、进一步的，所述目标函数的数学模型如下：
9、minobj＝ci+cm+cp
10、上式中，obj为目标值，ci为系统投资成本，cm为设备维护成本，cp为配电网的运行成本。
11、进一步的，所述系统投资成本的计算式如下：
12、
13、所述设备维护成本的计算式如下：
14、
15、所述配电网的运行成本的计算式如下：
16、
17、上式中，α为建设成本与等年值投资成本的比值，e为储能设备的集合，s为交流线路的集合，rress、rrl、rrt分别为储能、直流线路和换流器的资本回收率，分别为储能单位能量容量投资成本、储能单位功率容量投资成本、直流线路单位长度投资成本、换流器单位容量投资成本，lij、分别为储能设备e的额定能量容量、储能设备e的额定功率、直流线路ij的长度、节点i处换流器的额定容量、节点j处换流器的额定容量，βe为储能的维护成本占其一次投资成本的比例，βl为直流线路的维护成本占其一次投资成本的比例，βcon为换流器的维护成本占其一次投资成本的比例，为典型场景中t时刻的电价，为t时刻变电站注入节点i的有功功率，nsub为变电站节点集合，t为典型日的规划时长，△t为单位时长。
18、进一步的，所述储能、直流线路和换流器的资本回收率的计算式如下：
19、
20、
21、
22、上式中，r为贴现率，yess、yl、yt分别为储能、直流线路和换流器的使用年限。
23、进一步的，所述约束条件包括：直流配电线路的换流站约束、直流配电线路的直流线路约束、直流线路的容量规划约束、储能设备约束、储能的容量规划约束、电网潮流约束、变电站的输出功率约束、光伏设备接入节点的注入功率约束。
24、进一步的，所述直流配电线路的换流站约束的数学模型如下：
25、
26、
27、
28、
29、
30、上式中，为t时刻从交流节点m流向换流器的有功功率，为t从交流节点m流向换流器的电流幅值的平方，为节点m处换流站的等效电阻，为t时刻从交流侧流入节点m处理想换流器的有功功率，nvsc为换流站连接的交流节点的集合，为t时刻从交流节点m流向换流器的无功功率，为节点m处换流站的等效电抗，为t时刻从交流侧流入节点m处理想换流器的无功功率，um,t为t时刻交流节点电压幅值的平方，为t时刻节点m处理想换流站交流侧的电压幅值的平方，为节点m处换流器的额定容量，为t时刻节点m处换流站注入直流侧的功率。
31、进一步的，所述直流配电线路的直流线路约束的数学模型如下：
32、
33、
34、
35、上式中，为t时刻节点n处换流站注入直流侧的功率，为t时刻节点m和节点n间直流线路流过电流幅值的平方，为节点m和节点n之间直流线路的电阻，为t时刻节点m处换流站直流电压的平方，为t时刻节点n处换流站直流电压的平方，vdc_min为直流电压下限，vdc_max为直流电压上限，s′为直流线路的集合。
36、进一步的，所述直流线路的容量规划约束的数学模型如下：
37、
38、上式中，为电网节点mn间直流线路的建设系数，为节点m处换流器的额定容量，为节点n处换流器的额定容量，m为预设正整数。
39、进一步的，所述储能设备约束的数学模型如下：
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50、上式中，为储能装置e在t时刻的储存能量，为储能装置e在t-1时刻的储存能量，为储能充电的效率，为t-1时刻充电有功功率，为t-1时刻放电有功功率，为储能放电的效率，△t为单位时长，e为储能装置所在节点的集合，为储能装置的额定容量，为储能装置的最小荷电比例，为储能装置的最大荷电比例，为储能装置e在优化周期中的初始储存电量，为储能装置e在优化周期中最终的储存电量，为t时刻放电有功功率，为t时刻放电无功功率，为储能的额定功率，为t时刻充电有功功率，为t时刻充电无功功率，为储能装置e在时间t的放电状态，为储能装置e在时间t的充电状态。
51、进一步的，所述储能的容量规划约束的数学模型如下：
52、
53、
54、上式中，为储能的额定功率，为电网节点e的储能建设系数，为储能装置的额定容量。
55、进一步的，所述电网潮流约束的数学模型如下：
56、
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59、
60、上式中，ui,t为t时刻节点i电压幅值的平方，u本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种交直流混合配电网规划方案生成方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先构建的交直流混合配电网规划模型包括：以直流线路和储能设备投资的经济性指标最小为目标的目标函数及其对应的约束条件。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标函数的数学模型如下：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述系统投资成本的计算式如下：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述储能、直流线路和换流器的资本回收率的计算式如下：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：直流配电线路的换流站约束、直流配电线路的直流线路约束、直流线路的容量规划约束、储能设备约束、储能的容量规划约束、电网潮流约束、变电站的输出功率约束、光伏设备接入节点的注入功率约束。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述直流配电线路的换流站约束的数学模型如下：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述直流配电线路的直流线路约束的数学模型如下：
9.如权利要求8
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述储能设备约束的数学模型如下：
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述储能的容量规划约束的数学模型如下：
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述电网潮流约束的数学模型如下：
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述变电站的输出功率约束的数学模型如下：
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述光伏设备接入节点的注入功率约束的数学模型如下：
15.一种基于权利要求1-14任一项所述的交直流混合配电网规划方案生成方法的装置，其特征在于，所述装置包括：
16.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
17.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至14中任意一项所述的交直流混合配电网规划方案生成方法。
...【技术特征摘要】
1.一种交直流混合配电网规划方案生成方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先构建的交直流混合配电网规划模型包括：以直流线路和储能设备投资的经济性指标最小为目标的目标函数及其对应的约束条件。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述目标函数的数学模型如下：
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述系统投资成本的计算式如下：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述储能、直流线路和换流器的资本回收率的计算式如下：
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：直流配电线路的换流站约束、直流配电线路的直流线路约束、直流线路的容量规划约束、储能设备约束、储能的容量规划约束、电网潮流约束、变电站的输出功率约束、光伏设备接入节点的注入功率约束。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述直流配电线路的换流站约束的数学模型如下：
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述直流配电线路的直流线路约束的数学...
【专利技术属性】
技术研发人员：惠慧，李蕊，张超逸，焦在滨，朱刘柱，王绪利，张辉，王铭，赵阳，刘红新，陈权，沈玉明，刘俊杉，宁可儿，施任威，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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