【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及配电网的供电分区规划划分，具体为一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法。
技术介绍
1、供电单元是在供电网格的基础上进一步细分的供电层级，它通常由1-3组10kv馈线互联组成，划分时需要考虑负荷特性、联络方式等因素；供电单元是网架分析、线路联络结构确定和规划项目方案编制的基本单元，供电网格的目标网架和中压主干线路的布线方案需要在该层级落实。
2、传统的单元划分依靠规划人员的经验，可以依据“地形完整、界线清晰、管理有度”等原则进行单元划分，也可以通过电网法、路网法和地块法三种划分方法进行划分，但这些划分方法没有严格标准，可能导致不同的规划结果；为了使单元划分的结果更加统一规范，研究人员提出了不同的标准化划分思路，常见的是先进性馈线区块划分，再组合形成单元。部分学者在供电单元划分的研究中考虑了新型配电系统中分布式新能源的接入、负荷峰谷耦合和不确定性等问题，但鲜有文献研究需求响应调节潜力对供电单元划分的影响；
3、随着新型配电系统的不断发展，大量柔性可调节负荷接入配电网，用户侧的数字化和智能化水平不断提升，需求响应必将得到快速的发展；需求响应是指电力用户在电价较高或系统可靠性存在风险时，根据价格或激励措施做出响应，改变自身用电特性，以实现削峰填谷的效果；因此，在配电网网格化规划中充分挖掘柔性负荷的需求响应调节能力，可以实现用能曲线的削峰填谷，对于优化规划结果有重要意义；但是如何在供电单元划分中考虑需求响应多主体利益博弈，得到需求响应的价格及最优调度方案，进而使得馈线净负荷既能满足n-1安全准则
4、因此，在兼顾经济成本及n-1安全准则的情况下，考虑需求响应主从博弈的供电单元优化划分方法具有重要研究意义。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，建立考虑需求响应主从博弈的供电单元划分模型并提出了一种求解方法，解决了
技术介绍
中提出的问题。
3、(二)技术方案
4、为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
5、一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，包括如下步骤：
6、s1、根据约束条件设定初始供电单元数量为a，即最小供电单元划分数量设定初始需求响应签约比例为0；
7、s2、搭建需求响应主从博弈模型；
8、s3、利用旋转中心线距离加权交替定位算法进行馈线区块划分，并检验划分结果是否满足n-1准则；在不满足n-1准则的条件下，以步长ε提高s2中模型的需求响应签约比例，并重复s2，直到s2得到的需求响应调度结果使馈线区块划分结果满足n-1准则为止；对于满足n-1准则的条件下，根据馈线接壤程度将馈线区块组合为供电单元；
9、s4、保存s2和s3得到的结果，建立供电单元划分总体模型计算各结果的目标函数值；
10、s5、增加供电单元的数量，初始化需求响应签约比例为0，重复s2至s4，获得不同单元数量对应的结果；
11、s6、对s5得到的各个结果进行比较，选择模型目标函数最优的为最终方案。
12、进一步的，在s1至s6的整体框架中，为建立需求响应主从博弈的供电单元划分组合求解框架，并进行数据初始化的过程，框架解耦了规划与运行，通过需求响应主从博弈、馈线区块划分及组合三个优化问题不断迭代，获得最优的供电单元划分结果及其对应的需求响应策略；供电单元由馈线区块组合而成，馈线由变电站延伸而来，同一座变电站的相邻馈线区块组合成的单元称为站内单元，不同变电站的馈线区块组合成的单元称为站间单元。
13、进一步的，在s2中，需求响应主从博弈模型的上层为dno决策层，用于将需求响应激励策略传递到下层；下层为负荷决策层，用于根据上层的激励策略得出自身成本最低的需求响应调度方案，再反馈给上层，不断迭代此过程直到得到均衡解。
14、进一步的，在s2中，需求响应主从博弈模型的数学表达形式如下：
15、上层，dno决策层：
16、目标函数：上层以dno的运行成本最小为目标，其数学表达式为：
17、min cdno＝cdr+cvtp+cbuyup-csell
18、
19、
20、
21、
22、本式中，cdno、cdr、cvtp、cbuyup、csell分别表示dno的总运行成本、需求响应激励成本、峰谷差惩罚、从上级电网的购电成本、向下层用户售电的收益；cdr,t、cvtp、cbuyup、csell分别表示单位需求响应激励成本、单位峰谷差惩罚、从上级电网的购电的单位成本、向下层用户售电的单位收益；pt和pa,t分别表示需求响应之前和之后的t时刻的净负荷量；和分别表示需求响应后净负荷用能曲线的峰值和谷值；
23、约束条件：
24、
25、
26、本式中，和分别为激励价格的最小值和最大值；tp为用电峰值时段；cdr,t表示t时刻的激励价格；
27、下层，电力用户决策层：
28、目标函数：下层包括可转移负荷和可削减负荷，以自身运行成本最小为目标，数学表达式为：
29、
30、本式中，cload是电力用户的运行成本；α、β均为需求响应调度成本系数；δpload,t表示用户需求响应调度前后t时刻的用电改变量，大于0时表示t时刻的用电量减少；csell为电力用户购电的单价；paload,t为需求响应后电力用户在t时刻的用电量；
31、约束条件：
32、pload,t-paload,t＝δpload,t
33、
34、0≤δploadcut,t≤ηdrploadcut,t
35、本式中，pload,t、paload,t分别表示电力用户需求响应调度前后t时刻的用电量；ηdr为dno与电力用户签订的需求响应比例。
36、进一步的，在s2中还包括：利用快速粒子群算法嵌套线性规划的主从博弈模型求解过程，将上层dno的需求响应激励策略作为粒子，上层的目标函数作为粒子种群的适应度；粒子位置的更新公式为：
37、
38、本式中，si,j表示第i个粒子的第j维变量；fbestj表示全局最优粒子的第j维变量；β表示收敛系数，取值范围为[0，1]；α为粒子衰减系数，每一次迭代的α相比于前一次迭代均减小；rand()表示一个呈正态分布的随机数；下层的电力用户模型作为混合整数线性规划模型被嵌套在种群适应度求解过程中，使用求解器即可进行求解。
39、进一步的，在s3中，利用旋转中心线距离加权交替定位算法进行馈线区块划分，步骤为：
40、s301、根据供电单元的数量m，随机选取2m条馈线区块中心线的初始位置，各条馈线间的角度为
41、s3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S1至S6的整体框架中，为建立需求响应主从博弈的供电单元划分组合求解框架，并进行数据初始化的过程，框架解耦了规划与运行，通过需求响应主从博弈、馈线区块划分及组合三个优化问题不断迭代，获得最优的供电单元划分结果及其对应的需求响应策略；供电单元由馈线区块组合而成，馈线由变电站延伸而来，同一座变电站的相邻馈线区块组合成的单元称为站内单元，不同变电站的馈线区块组合成的单元称为站间单元。
3.根据权利要求2所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S2中，需求响应主从博弈模型的上层为DNO决策层，用于将需求响应激励策略传递到下层；下层为负荷决策层，用于根据上层的激励策略得出自身成本最低的需求响应调度方案，再反馈给上层，不断迭代此过程直到得到均衡解。
4.根据权利要求3所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S2中，需求响应主从博弈模型的数学表达形式如下：
5.根据权利要求4所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S2中还包括：利用快速粒子群算法嵌套线性规划的主从博弈模型求解过程，将上层DNO的需求响应激励策略作为粒子，上层的目标函数作为粒子种群的适应度；粒子位置的更新公式为：
6.根据权利要求1所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S3中，利用旋转中心线距离加权交替定位算法进行馈线区块划分，步骤为：
7.根据权利要求6所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S303中，负荷到馈线区块中心线的加权距离计算公式如下：
8.根据权利要求6所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S305中，方案的综合指标计算公式如下：
9.根据权利要求8所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S3中，在只考虑单联络的条件下，即两条馈线在末端通过联络开关相连，两个馈线区块组成了一个站间单元或站内单元，在馈线区块划分阶段设每座变电站的馈线区块数为偶数；在馈线区块组合前，先确定站间和站内单元各自的数量；在馈线区块组合过程中，馈线区块先根据接壤程度组合成站间单元，再根据相邻关系两两组合成站内单元；
10.根据权利要求1所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在S4中，建立供电单元划分总体模型中，该模型的决策变量为能源单元的数量、划分结果和对应的最优需求响应策略；模型的总目标函数为单元划分方案的经济成本，包括馈线建设成本、需求响应激励成本以及由于需求响应而导致的电网公司售电收益损失，计算公式如下所示：
...【技术特征摘要】
1.一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在s1至s6的整体框架中，为建立需求响应主从博弈的供电单元划分组合求解框架，并进行数据初始化的过程，框架解耦了规划与运行，通过需求响应主从博弈、馈线区块划分及组合三个优化问题不断迭代，获得最优的供电单元划分结果及其对应的需求响应策略；供电单元由馈线区块组合而成，馈线由变电站延伸而来，同一座变电站的相邻馈线区块组合成的单元称为站内单元，不同变电站的馈线区块组合成的单元称为站间单元。
3.根据权利要求2所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在s2中，需求响应主从博弈模型的上层为dno决策层，用于将需求响应激励策略传递到下层；下层为负荷决策层，用于根据上层的激励策略得出自身成本最低的需求响应调度方案，再反馈给上层，不断迭代此过程直到得到均衡解。
4.根据权利要求3所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在s2中，需求响应主从博弈模型的数学表达形式如下：
5.根据权利要求4所述的一种考虑需求响应主从博弈的供电单元划分方法，其特征在于：在s2中还包括：利用快速粒子群算法嵌套线性规划的主从博弈模型求解过程，将上层dno的需求响应激励策略作为粒子，上层的目标函数作为粒子种群...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪，鲍明阳，
申请(专利权)人：天津大学合肥创新发展研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。