【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电网规划，尤其是指一种计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法。
技术介绍
1、随着化石能源的逐渐枯竭，现有的能源生产和消费体系逐渐难以为继。综合能源系统（integrated energy system，ies）将不同等级的能源从生产、转换、传输和存储等环节连接起来，从而提高能源利用效率，ies打破了顺序规划的模式，为规划者提供了更灵活的规划方案，然而，ies协同规划面临的问题是如何探索不同能源形式的协同作用，以提供高可靠性的配电网规划方案。
2、现有技术中的配电网协同规划方法主要包括基于n-1准则的规划方法和基于场景的可靠性约束的规划方法，其中n-1准则作为一种确定性安全准则被广泛用于保护电力系统规划方案的可靠性，基于n-1准则的规划方法考虑并验证配电网在失去任何一个单一元件的情况下仍能够正常运行并满足电力需求，其要求规划得到的配电网具有足够的鲁棒性（即在发生n-1故障时，配电网中不应出现过载线路和脱落负载），从而能够承受单个设备发生损坏的偶然性，但是这种方法的保守性会导致投资成本过高；而基于场景的可靠性约束规划方法，通过预设多个故障场景，不断优化规划方案以确保规划方案在各种故障场景下均能够正常运行，从而提高规划方案的可靠性，但是这种方法无法全面考虑所有低概率/高损伤的n-1突发事件，当配电网在高峰负荷或发生n-1故障时，往往需要采取成本较高的减载措施保障配电网稳定运行，因此基于这种规划方法得到的配电网规划方案在后期运行时往往需要较高的减载成本。
3、综上所述，现有的配电网协同规划方
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中的配电网协同规划方法无法有效平衡配电网的投资成本和后期运行时的减载成本的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，包括：
3、根据配电网的投资成本和运行成本建立投资运行成本最小化目标函数；
4、根据配电网的设备安装次数约束条件、连通性约束条件和线路结构约束条件建立投资状态约束函数；
5、根据配电网正常运行状态下的减载成本约束条件、设备安装状态和运行状态约束条件、节点运行约束条件、连通性约束条件、线路结构约束条件、配电系统运行约束条件、配气系统运行约束条件、配热系统运行约束条件和能量流约束条件建立配电网正常运行约束函数；
6、根据配电网n-1故障状态下的减载成本约束条件、设备安装状态和运行状态约束条件、节点运行约束条件、连通性约束条件、线路结构约束条件、配电系统运行约束条件、配气系统运行约束条件、配热系统运行约束条件、能量流约束条件和故障设备容量约束条件建立配电网故障状态约束函数；
7、根据配电网的采购成本和维护成本建立采购维护成本最小化目标函数；
8、基于所述投资运行成本最小化目标函数、所述投资状态约束函数、所述配电网正常运行约束函数、所述配电网故障状态约束函数和所述采购维护成本最小化目标函数得到配电网协同规划模型；
9、对所述配电网协同规划模型求解，获取配电网最优配置方案。
10、优选地，所述投资运行成本最小化目标函数为：
11、，
12、其中，表示投资运行成本最小化目标函数；表示年的投资成本折扣率；表示规划年限；表示能源站的投资单价；表示能源站；为表征能源站在年安装状态的二元变量，若能源站在年安装，则，反之，；表示线路的投资单价；表示线路；为表征线路在年安装状态的二元变量，若线路在年安装，则，反之，；表示耦合能量转换单元的投资单价；表示耦合能量转换单元；为表征耦合能量转换单元在年安装状态的二元变量，若耦合能量转换单元在年安装，则，反之，；表示运行成本估算值。
13、优选地，建立投资状态约束函数包括：
14、根据配电网的设备安装次数约束条件建立投资状态第一约束函数，所述投资状态第一约束函数为：
15、，
16、其中，表示规划年限；表示能源站；表示线路；表示耦合能量转换单元；为表征能源站在年安装状态的二元变量，若能源站在年安装，则，反之，；为表征线路在年安装状态的二元变量，若线路在年安装，则，反之，；为表征耦合能量转换单元在年安装状态的二元变量，若耦合能量转换单元在年安装，则，反之，；
17、根据配电网的连通性约束条件建立投资状态第二约束函数，所述投资状态第二约束函数为：
18、，
19、，
20、其中，表示首节点-线路关联矩阵；表示尾节点-线路关联矩阵；表示年投资层线路的虚拟流；表示首节点-能源站关联矩阵；为常数；为表征节点在年存在状态的二元变量，若节点在年存在，则，反之，；表示年线路的虚拟流最大值；表示年投资层能源站的虚拟输出；表示年能源站的虚拟输出最大值；
21、根据配电网的线路结构约束条件建立投资状态第三约束函数，所述投资状态第三约束函数为：
22、。
23、优选地，建立配电网正常运行约束函数包括：
24、根据配电网正常运行状态下的减载成本约束条件建立配电网正常运行第一约束函数，所述配电网正常运行第一约束函数为：
25、，
26、其中，表示配电网正常运行状态下的减载成本；表示年的投资成本折扣率；表示规划年限；表示年负荷水平下节点的切负荷成本；表示年负荷水平下配电网正常运行时，节点的失负荷量；
27、根据配电网正常运行状态下的设备安装状态和运行状态约束条件建立配电网正常运行第二约束函数，所述配电网正常运行第二约束函数为：
28、，
29、其中，为表征年负荷水平下配电网正常运行时，线路的运行状态的二元变量，若年负荷水平下配电网正常运行时，线路正常运行，则=1，反之，=0；为表征年负荷水平下配电网正常运行时，能源站的运行状态的二元变量，若年负荷水平下配电网正常运行时，能源站正常运行，则=1，反之，=0；为表征年负荷水平下配电网正常运行时，耦合能量转换单元的运行状态的二元变量，若年负荷水平下配电网正常运行时，耦合能量转换单元正常运行，则=1，反之，=0；为表征能源站在年安装状态的二元变量，若能源站在年安装，则，反之，；为表征线路在年安装状态的二元变量，若线路在年安装，则，反之，；为表征耦合能量转换单元在年安装状态的二元变量，若耦合能量转换单元在年安装，则，反之，；
30、根据配电网正常运行状态下的节点运行约束条件建立配电网正常运行第三约束函数，所述配电网正常运行第三约束函数为：
31、，
32、其中，为表征年负荷水平下配电网正常运行时，节点的运行状态的二元变量，若年负荷水平下配电网正常运行时，节点正常运行，则=1，反之，=0；为表征节点在年存在状态的二元变量，若节点在年存在，则，反之，；
33、根据配电网正常运行状态下的连本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，所述投资运行成本最小化目标函数为：
3.根据权利要求1所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，建立投资状态约束函数包括：
4.根据权利要求1所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，建立配电网正常运行约束函数包括：
5.根据权利要求1所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，建立配电网故障状态约束函数包括：
6.根据权利要求1所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，所述采购维护成本最小化目标函数为：
7.根据权利要求1所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，利用Benders分解算法和行列生成算法对所述配电网协同规划模型求解，获取配电网最优配置方案，其具体包括：
8.根据权利要求7所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法
9.根据权利要求8所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，若所述第一目标配置方案不满足所述配电网故障状态约束函数，则包括：
10.根据权利要求9所述的计及N-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，若所述第二目标配置方案不满足所述采购维护成本最小化目标函数，则包括：
...【技术特征摘要】
1.一种计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，所述投资运行成本最小化目标函数为：
3.根据权利要求1所述的计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，建立投资状态约束函数包括：
4.根据权利要求1所述的计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，建立配电网正常运行约束函数包括：
5.根据权利要求1所述的计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，建立配电网故障状态约束函数包括：
6.根据权利要求1所述的计及n-1故障失负荷成本的多元配电网配置方法，其特征在于，所述采购维护成本最小化目...
【专利技术属性】
技术研发人员：任宇路，肖春，姚俊峰，高晋峰，王锐，高岱峰，杨艳芳，程改萍，曹琼，王璐，薛盈，姚晓明，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
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