【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能替代，具体涉及一种区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方法及系统。
技术介绍
1、当前电能替代发展迅速，但在发展过程中产生了无序发展、电网供电压力增大、多元电能替代主体间的利益矛盾等问题。可通过研究区域电网承载力和容量，描述不同用户主体的电能替代规划目的和需求，提出多元电能替代规划运行模型与分布式多主体协同规划方法，统筹电网扩展以及发展多元电能替代来解决上述问题。同时也可以提高电能替代项目的投资回报和吸引力，提升多领域多种类电能替代协调互动规划与全局优化理论技术水平，进一步减少配电网重复投资改造费用，实现电能替代项目整体效益提升，为科学有序推进区域多元电能替代提供技术支撑。因此，开展区域电网内多元电能替代分布式协调规划技术的研究工作是电能替代推广工作的关键。
2、当前研究成果大都针对宏观能源和单个类型电能替代规划两个层面，在宏观层面主要从能量流的角度对能源类型进行总体规划，缺少对不同用户主体间协调性和相关性的分析；在单个类型电能替代规划聚焦到具体的设备容量、位置和替代意愿上，但只涉及单一行业的电能替代设备，并没有考虑电网承载力和电能质量限制等因素。因此，针对区域电网的多元电能替代协调规划问题研究较为缺乏。
技术实现思路
1、为了解决现有技术缺少对不同用户主体间协调性和相关性的分析，没有考虑电网承载力的问题，本专利技术提出了一种区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方法，包括：
2、根据待规划区域配电网中各主体的可进行电能替代的设备的特征参
3、基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案；
4、其中，所述多主体电能替代分布式协同规划模型包括上层区域潮流模型和下层电能替代设备规划模型，所述上层区域潮流模型是以各主体购电费用最小为目标并基于电网承载力构建的，所述下层电能替代设备规划模型是以各主体电能替代运行周期的设备全周期内投资总成本最小，并以电能替代设备的替代必要性约束构建的；所述上层区域潮流模型和所述下层电能替代设备规划模型间通过电能替代设备的输出功率与输入功率相耦合。
5、可选的，所述下层电能替代设备规划模型的构建过程，包括：
6、根据待规划区域配电网中各主体的电能替代设备的特征参数，以电能替代运行周期的设备全周期内各主体投资总成本最小为目标构建投资总成本目标函数；
7、对所述投资总成本目标函数进行规划约束，得到下层电能替代设备规划模型；
8、其中，所述规划约束包括电能替代设备的替代必要性约束、运行约束和电力连接线约束；所述电能替代设备的替代必要性约束是基于根据待规划区域配电网中各主体的可进行电能替代的设备的特征参数以及对应的电能替代设备的特征参数构建的。
9、可选的，所述投资总成本目标函数的构建，包括：
10、基于电能替代设备的特征参数，计算电能替代运行周期内各主体的初始投资成本、运营成本以及电能替代运行周期结束电能替代设备的折损费用；
11、将各主体所述初始投资成本、运营成本和折损费用折现，以折现后的初始投资成本以及运营成本的和减去折现后的折损费用，得到各主体的投资总成本目标函数。
12、可选的，所述替代必要性约束的构建过程，包括：
13、分别对各主体，根据可进行电能替代的设备的特征参数，计算可进行电能替代的设备的年运行费用、初始容量投资的等年值和折损费用；
14、根据电能替代设备的特征参数，计算电能替代设备的年运行费用、初始容量投资的等年值和折旧费；
15、对可进行电能替代的设备的年运行费用、初始容量投资的等年值和折损费用，以及电能替代设备的折旧费求和，得到第一和值；
16、对电能替代设备的年运行费用和初始容量投资的等年值求和，得到第二和值；
17、将所述第二和值减去第一和值后，除以所述第二和值，得到电能替代必要性参数；
18、以所述电能替代必要性参数大于或等于预设替代效益比例阈值作为替代必要性约束。
19、可选的，所述上层区域潮流模型的构建过程，包括：
20、根据待规划区域配电网中各主体的电能替代设备的特征参数，以各主体的购电费用最小为目标构建购电费用目标函数；
21、对所述购电费用目标函数进行承载约束，得到上层区域潮流模型；
22、其中，所述承载约束包括：功率平衡约束、电力连接线约束、二阶锥松弛约束和电压电流等式约束。
23、可选的，所述基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案，包括：
24、利用线性决策规划方法模拟区域配电网中各主体的用能需求；
25、基于各主体的用能需求，采用基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案。
26、可选的，所述基于各主体的用能需求，采用基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案，包括：
27、对所述多主体电能替代分布式协同规划模型中的电能替代设备的容量和各运行时刻的运行功率赋初值，给定拉格朗日乘子的初始值，并将各主体的用能需求输入所述多主体电能替代分布式协同规划模型；
28、利用gurobi求解所述主体电能替代分布式协同规划模型的nlp问题，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案，并进行收敛判断：若收敛则结束，否则计算梯度矩阵、海塞矩阵和雅可比矩阵，并根据所述梯度矩阵、海塞矩阵和雅可比矩阵进行qp问题的求解，更新电能替代设备的容量、各运行时刻的运行功率和拉格朗日乘子，跳转至利用gurobi求解所述主体电能替代分布式协同规划模型的nlp问题。
29、基于同一专利技术构思，本申请还提供一种区域配电网多主体电能替代分布式协同规划系统，包括：建模模块和求解模块；
30、所述建模模块，用于根据待规划区域配电网中各主体的可进行电能替代的设备的特征参数，以及对应的电能替代设备的特征参数，构建多主体电能替代分布式协同规划模型；
31、所述求解模块，用于基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案；
32、其中，所述多主体电能替代分布式协同规划模型包括上层区域潮流模型和下层电能替代设备规划模型，所述上层区域潮流模型是以各主体购电费用最小为目标并基于电网承载力构建的，所述下层电能替代设备规划模型是以各主体电能替代运行周期的设备全周期内投资总成本最小，并以电能替代设备的替代必要性约本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下层电能替代设备规划模型的构建过程，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述投资总成本目标函数的构建，包括：
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述替代必要性约束的构建过程，包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上层区域潮流模型的构建过程，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案，包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各主体的用能需求，采用基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案，包括：
8.一种区域配电网多主体电能替代分布式协同规划系统，其特征在于，包括：建模模块和求解模块；
9.如权利要
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述建模模块中投资总成本目标函数的构建，包括：
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述建模模块中替代必要性约束的构建过程，包括：
12.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述建模模块中上层区域潮流模型的构建过程，包括：
13.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述求解模块具体用于：
14.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
15.一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7中任一项所述的一种区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方法。
...【技术特征摘要】
1.一种区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下层电能替代设备规划模型的构建过程，包括：
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述投资总成本目标函数的构建，包括：
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述替代必要性约束的构建过程，包括：
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述上层区域潮流模型的构建过程，包括：
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案，包括：
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各主体的用能需求，采用基于增广拉格朗日交替方向非精确牛顿算法解列和求解所述多主体电能替代分布式协同规划模型，得到区域配电网多主体电能替代分布式协同规划方案，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：卜凡鹏，张思瑞，高子寒，周旻，屠晓栋，刘维亮，钱伟杰，龚利武，张炜，王为帅，张旭，肖杰，刘昌，成岭，李文，张静，王占博，林晶怡，蒋利民，屈博，李春红，王鲁浩，赵盛楠，程新功，徐航，王林林，
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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