[发明专利]一种基于网络重构的有源配电网规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有源配电网规划方法，尤其是涉及一种基于网络重构的有源配电网规划方法。

背景技术

传统的配电网络闭环设计、开环运行，在不发生故障情况下一般不去对配电网络进行控制；应对电源、负载等的不确定性通常依赖于电源的备用容量和灵活的网络结构，采用相对简单的运行模式和控制方法。所以传统配电网(traditional distribution network,TDN)规划必将造成较低的设备利用小时数，配电网资产无法充分利用。为了提高配电网设备的利用率，降低配电网规划的投资成本，需要在规划阶段考虑配电网的主动管理、主动控制。所以有源配电网(active distribution network,ADN)规划实质上是一种精细化的规划方法。

ADN扩展规划在TDN扩展规划基础上需要进一步考虑各种主动管理策略、DG(distributed generator)接入等。配电网重构不需要进行新设备的投资，却能够带来电网在经济性、安全性等多方面的提升，所以配电网络重构在配电网规划、运行领域有较多应用。网络重构作为主动管理策略的一种在ADN扩展规划中却少有考虑，主要是因为配电网络重构本身就是一个复杂的混合整数非线性规划问题，再加上扩展规划，整体模型的求解变得相当复杂。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于网络重构的有源配电网规划方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于网络重构的有源配电网规划方法，该方法包括如下步骤：

(1)建立基于网络重构的有源配电网规划模型，包括目标函数和约束函数，其中，目标函数以社会总成本综合费用最小为目标，约束函数包括安装约束、网络运行安全约束和主动管理约束；

(2)将电网规划模型转换为二阶锥规划形式并进行寻优求解得到电网规划方案。

所述的目标函数具体为：

min f＝C^inv+C^ope，

其中，f为扩展规划的社会总成本综合费用，C^inv为规划方案投资成本，Co^pe为规划方案运行成本折算到投资年的费用，Ψ_L和Ψ_l分别为待建线路集和待建线路类型集，Ψ_D和Ψ_d分别为DG待选节点集和DG的待选类型集，Ψ_S1和Ψ_s1分别为待新建变电站节点集和待新建变电站类型集，Ψ_S2和Ψ_s2分别为待扩建变电站节点集和待扩建变电站类型集，Ψ_n为负荷节点集，是二进制变量，1表示新建第p'类待建线路，0表示不新建第p'类待建线路，表示单位长度第p'类待建线路价格，l_p为第p条待建线路长度，表示第q'类型待建DG的安装数量，表示单位容量第q'类型待建DG投资费用，表示第q个DG待选节点处第q'类DG待选类型的额定容量，是二进制变量，1表示新建第l'类变电站，0表示不新建第l'类变电站，表示新建第l'类变电站投资费用，是二进制变量，1表示扩建第m'类变电站，0表示不扩建第m'类变电站，表示扩建第m'类变电站投资费用，Y表示规划年集合，SC为配电网规划后的场景集合，T表示所有规划年划分的时刻的集合，r为贴现率，1/(1+r)^y-1为第y规划年的现值系数，D_sc为第sc个场景包含的天数，P_t^loss为第y规划年第sc个场景第t个时刻的有功网络损耗，为第y规划年第sc个场景第t个时刻的电价，f(·)为第j'类待建DG发电量费用函数，为第y规划年第sc个场景第t个时刻第j'类型待建DG的有功出力，为第y规划年第sc个场景第t个时刻第n个负荷节点处的负荷参与需求侧管理的有功功率，为第y规划年第sc个场景第t个时刻负荷参与需求侧管理的电价，Ψ_b为网络支路集合，(i，j)表示支路的两个节点为i和j的支路，I_ij为支路(i，j)电流，r_ij为支路(i，j)的电阻。

所述的安装约束具体为：

任意p∈Ψ_L中，

任意l∈Ψ_S1中，