[发明专利]基于负荷预测和场景聚类的城市配电网规划方法

说明书

本发明公开了一种基于负荷预测和场景聚类的城市配电网规划方法，包括：1获得城市配电网未来F年的年总用电量预测数据，并确定城市未来F年各负荷节点所有采样时刻的负荷预测数据；2利用k均值聚类算法对各采样时刻进行聚类分析，得到聚类结果；3根据规划目标与决策变量列出城市配电网规划目标函数；4列出约束项，并根据当前阶段系统投资建设方案，调整下一阶段城市各负荷节点所有采样时刻的负荷预测数据；5对配电网决策目标函数进行建模求解，以得到最优决策。本发明充分考虑配电网投资成本与与运行经济性并建立城市配电网多阶段规划模型，以反映投资建设方案对城市配电网的影响，从而提高配电网中线路，变电站的利用率。

技术领域

本发明涉及电网技术领域，特别涉及一种基于负荷预测和场景聚类的配电系统运行安全和输电投资效益间的折衷平衡算法。

背景技术

配电网规划是电力系统规划的一个重要领域。配电网规划按照规划年限一般可分为短期规划、中期规划、长期规划。对于长期规划，为了综合考虑配电网规划期间的负荷增长，通过将规划分为几个阶段进行，称为多阶段规划。多阶段规划使电网结果随负荷变化以及配电网建设阶段进行动态调整，以保证整个配电网规划方案在规划年内是最优的。

目前，传统的配电网多阶段规划目标函数通常利用规划期间配电网投资建设成本，运行成本、维护成本、故障损失成本组成配电网综合费用。这样建立的目标函数没有对系统运行状况进行分析，不能反映配电网系统的运行安全性。并且传统的配电网规划方案没有考虑投资过程中配电网系统的建设会进一步促进城市负荷的增长。在长期配电网规划中，因配电网投资引起的城市负荷增长可能导致城市实际负荷与预测值存在较大误差，影响配电网投资建设的规划。

发明内容

本发明为克服现有技术的不足之处，提出一种基于负荷预测和场景聚类的城市配电网规划方法，以期能使建立的城市配电网多阶段规划模型能准确反映投资建设方案对城市配电网的影响，从而提高配电网中线路，变电站的利用率。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种基于负荷预测和场景聚类的城市配电网规划方法，所述城市配电网中包含N个负荷节点，将所述负荷节点记为{L₁,L₂,…,L_i,…,L_N}，L_i表示第i个负荷节点，i＝1,2,…,N，其特点在于，所述城市配电网规划方法是按照以下步骤进行：

步骤1：采集城市历史H年的年总用电量数据并按照时间先后排序得到总用电量数据序列{x₁,x₂,…,x_h,…,x_H}，其中x_h代表城市第H-h年前的年总用电量负荷；h＝1,2,…,H；

步骤2：设置采样周期，并采集所述第i个负荷节点L_i在当前年份的第a个采样时刻的负荷数据P_i-a，从而得到第i个负荷节点L_i当前年份各采样时刻的负荷数据P_i＝{P_i-1,P_i-2…,P_i-a,…,P_i-A}，进而得到所有负荷节点在当前年份的各采样时刻的负荷数据P＝{P₁,P₂…,P_i,…,P_N}；a＝1,2,…,A，A对应一年内的总采样时刻；

步骤3：应用回归拟合法得到所述城市配电网未来F年的年总用电量预测序列表示应用回归拟合函数预测的第f个序列值，代表未来f年后的年总用电量的预测值；f＝1,2,…,F；

步骤4：利用式(1)得到第i个负荷节点L_i在未来第f年第a个采样时刻的负荷预测数据