[发明专利]一种含分布式电源的配电网线性规划模型

说明书

技术领域

本发明涉及配电网规划技术领域，具体为一种含分布式电源的配电网线性规划模型。

背景技术

随着经济和社会的不断发展，能源高效和安全利用正在受到越来越广泛的关注，最接近终端用户的配电网是电力系统的重要组成部分，其合理规划建设也正得到日益充分的研究。

配电网规划是根据规划期间的负荷预测结果和现有网络的基本状况，在满足负荷增长和安全可靠供电的前提下，确定最优的系统建设方案，使得配电网的建设和运行费用最小。由于配电网具有线路电阻较高、电压波动较大等特点，在输电网规划中广泛应用的直流潮流模型并不适用于配电网络，因此，在以往的研究中，针对配电网网络约束的建立往往基于交流潮流模型。然而，交流潮流模型具有高度非线性，难以利用普通的数学优化工具对基于交流潮流建立的配电网规划模型进行求解。针对这种情况，大多数文献选择采用遗传算法、粒子群算法等人工智能算法，但此类算法只适用于规模较小的优化规划问题的求解。基于以上考虑，研究满足一定精度要求的配电网线性化规划模型，将极大地提升配电网规划问题求解的效率，为配电网后续的理论研究提供进一步的基础。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种含分布式电源的配电网线性规划模型，满足规模较大的配电网线性化规划的模型优化问题求解，将极大地提升配电网规划问题求解的效率，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含分布式电源的配电网线性规划模型，包括以下步骤：

步骤S1：建立电网规划模型目标函数，对于配电网规划，在考虑了配电网中的分布式电源、网架结构等因素的情况下，以配电网的建设成本、运行成本和环境成本最小为优化目标；

步骤S2：建立电网规划模型的约束条件，其中包括潮流约束、网架结构约束、发电容量约束、电量平衡约束、节点电压约束、支路传输功率约束和分布式电源安装容量约束。

作为本发明一种优选的技术方案，步骤S1中所述电网规划模型目标函数为：

minf(x)＝γC_con(x)+C_ope(x)+C_env(x)

其中，γ为建设成本等年值平均系数，r为贴现率，Y为建设线路和设备的投资偿还期；在所述电网规划模型目标函数当中的规划成本中包含建设成本C_con(x)、运行成本C_ope(x)和环境成本C_env(x)。

作为本发明一种优选的技术方案，所述建设成本C_con(x)、运行成本C_ope(x)和环境成本C_env(x)的表达式分别为：

建设成本

运行成本

环境成本

其中，c_ab表示第a条线路第b种建设方案的费用，A表示待建线路的总数，B表示新建线路方案的总数，c_de表示第d条线路第e种更换方案的费用，D表示待更换线路的总数，E表示更换线路方案的总数，c_FBg表示第g种分布式电源建设方案的单位容量成本，p_FBfg表示第f个节点第g种分布式电源建设方案的额定容量，F表示安装分布式电源节点的总数，G表示分布式电源建设方案的总数，c_JB0表示新建变电站的单位容量建设费用，s_JBhi表示第h个节点第i种变电站建设方案的建设容量，H表示可能新建变电站的节点总数，I表示新建变电站的方案总数，c_KB表示变电站扩容的单位容量建设费用，s_KBjk表示第j个节点第k种变电站扩容方案的扩容容量，J表示现有变电站节点的总数，K表示变电站扩容的方案总数，p_b表示为配电网从上级电网购电的单位电价，W_B表示向上级电网的年购电量，c_YFBg表示第g种分布式电源建设方案的单位容量年运行成本，c_YB表示变电站单位容量的年运行成本，c_EFBgl表示第g种分布式电源建设方案单位发电量产生第l种污染物带来的环境成本，w_FBfg表示第f个节点第g种分布式电源建设方案的年度发电量，L表示发电产生的污染物的种类总数，c_EBl表示向上级电网购得单位发电量产生第l种污染物带来的环境成本。