[发明专利]一种考虑时序性和可靠性的配电网双层规划方法

说明书

本发明涉及一种考虑时序性和可靠性的配电网双层规划方法。该方法：根据气象资料、负荷功率统计数据，得到风电、光伏出力以及负荷的不同季节典型日功率时序曲线；基于机会约束规划方法建立配电网网架和分布式电源容量双层规划数学模型，包括目标函数和约束条件；利用粒子群优化算法对模型进行求解，并且利用最小生成树算法保证迭代过程中配电网的辐射性和连通性结构；得到目标网架和分布式电源容量的Pareto最优解集，生成最优规划方案。本发明（1）解决了传统含分布式电源的配电网规划方法因不能反映分布式新能源的典型出力特征而造成的不必要的配电网建设投资的问题；（2）将配电网供电可靠性纳入模型目标函数，使得在规划阶段即实现了一定的可靠性目标。

技术领域

本发明属于配电网规划技术领域，具体涉及一种考虑时序性和可靠性的配电网双层规划方法。

背景技术

分布式电源(distributed generation，DG)在电网中比重的增加增大了配电网规划的不确定性。传统的配电网规划将分布式电源处理成固定电源，这显然不符合分布式电源的运行特性；或者假设风电或者光伏出力服从一定的分布特性，然后利用蒙特卡罗等抽样方法对DG进行随机抽样模拟其出力，但没有体现DG出力随供电季节和时段的变化，而且常忽略负荷的不确定性。此外，一般的配电网规划模型常以经济性指标为核心，而随着电力技术的发展，人们越来越关注配电网的可靠性。为了提高配电网的可靠性，在规划阶段就考虑实现确定性的可靠性目标是规划方面的最新技术挑战。

规模化DG(尤其是可再生能源发电)集中到中压配电网使得传统被动单向供电配电网向双向供电多电源配电网转变，传统的配电网规划方法不能解决这个转变带来的技术问题，主动规划技术应运而生。而双层规划方法将主动规划纳入下层模型，与传统配电网规划方法的不同体现在更多地考虑对各种可控资源(如分布式电源、变压器分接头、无功补偿设备等)进行主动管理及规划。

对于规划模型的求解问题，常用方法大多采用智能优化算法进行求解，但使用智能算法有一个弊端，即在求解过程中易产生较多不可行解。为了保证求解过程中配电网的连通性和辐射性，大部分方法对于计算过程中产生的不可行解进行了手动辐射型修复，但这样使得计算过程比较繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种考虑时序性和可靠性的配电网双层规划方法，该方法解决现有的配电网规划方法未考虑DG和负荷的时序性的问题，并在规划阶段即实现一定的可靠性目标，同时解决模型求解算法中存在的不可行解修复繁琐问题，提升配电网规划方案技术经济性，在实现分布式电源优化配置的同时，实现既定的供电可靠性目标。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种考虑时序性和可靠性的配电网双层规划方法，包括如下步骤，

S1、对配电网中的风力发电和光伏发电出力以及负荷功率分别建立相应的四季典型日时序曲线模型；

S2、对步骤S1中的模型进行多场景机会约束处理；

S3、建立考虑时序性和可靠性的配电网双层规划数学模型，包括目标函数和约束条件；

S4、应用粒子群优化算法对步骤S3中的数学模型进行求解，并用最小生成树法保证迭代过程中配电网的辐射性和连通性结构。

在本发明一实施例中，所述步骤S2具体为：将步骤S1中生成的时序曲线数据进行处理，每个季度的每个小时的风、光出力和负荷功率作为一个场景，一共96个场景；每个场景下进行潮流计算，验证计算结果是否满足约束条件，统计满足约束条件的场景个数，除以总场景数即为满足约束条件的概率；若该概率达到预先设定的值即为满足机会约束条件。

在本发明一实施例中，所述步骤S3中建立的配电网双层规划数学模型，包括

1)上层模型

上层模型的目标函数为