[发明专利]主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划方法

说明书

本发明公开了主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划方法，对分布式电源规划模型中的不确定性因素进行建模；获取并输入分布式电源规划所需的基础数据；以年化综合成本最小为目标函数，在三相线性潮流方程的基础上构建主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划模型；将上述大规模混合整数非线性的DG规划模型线性化，采用混合整数线性规划算法对模型进行求解，获得分布式电源的容量和位置的关系。本发明在三相潮流的基础上，将DG规划这个复杂的大规模混合整数非线性规划问题通过线性化方法转化为混合整数线性规划问题，从而可依托成熟的CPLEX商用求解器进行求解。大大简化了DG规划问题的求解难度，提高了模型求解的效率和可靠度。

技术领域

本发明属于电力系统配电网技术领域，尤其涉及主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

主动配电网(Active Distribution Network,ADN)是通过灵活的网络拓扑结构来管理潮流，可以对分布式能源进行主动控制和主动管理的配电系统。它能增加系统对分布式能源接纳能力、提高系统对于可再生能源消纳水平、提高配电系统资产利用效率并减缓其升级投资，同时改善供电质量及供电可靠性。

分布式电源(Distributed Generator,DG)规划是ADN规划的一项重要内容。DG的布点位置和安装容量会对配电网中的潮流、电压分布和网络损耗等电网运行状态产生极大影响。合理地对DG的位置和容量进行配置有利于改善潮流分布、减小系统运行线损、提升配电网运行的经济性；相反地，若DG规划方案不合理，将会对系统运行带来诸多不利影响。

目前，国内外学者、研究人员关于DG规划的研究主要集中在多目标规划、各类主动管理措施的引入、对风电、光伏、负荷不确定性的处理以及人工智能算法研究等方面，在这些方向上取得了大量的研究成果。但上述研究均假设配电网三相是近似平衡的，采用等效的单相潮流模型进行建模求解。但随着现代配电网中不平衡的三相负荷、不对称的网络结构、越来越多单相充电的电动汽车、大量单相DG和三相输出功率不同的DG接入等原因，实际配电系统三相不对称特点愈发突出。因此，对三相不对称情况下的DG规划方法进行研究具有重要的理论意义与实际应用价值。此外，由于DG规划问题本身包含着大量的整数变量以及决策变量，属于大规模的混合整数非线性规划问题，加之在三相层面上进行建模分析，会更加增大模型构造难度及求解难度。目前的智能算法处理这类大规模的混合整数非线性规划问题存在优化结果受初始参数影响很大、求解效率低下、容易陷入局部最优等问题，难以满足实际工程需要。因此，对求解考虑三相不平衡的DG规划的高效数值求解算法进行研究也显得尤为关键。

综上所述，现有DG规划技术中对于配网三相不平衡特性尚缺乏研究，对三相潮流层面上的大规模混合整数非线性规划问题缺乏高效的数值求解算法。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划方法，在三相潮流方程的基础上，采用线性化方法将复杂的原规划模型转化为混合整数线性规划问题，降低了优化问题的复杂程度和求解难度，并可得到全局最优解。

为实现上述目的，本发明的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划方法，包括：

对分布式电源规划模型中的不确定性因素进行建模；

获取并输入分布式电源规划所需的基础数据；

以年化综合成本最小为目标函数，在三相线性潮流方程的基础上构建主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划模型；

将上述大规模混合整数非线性的DG规划模型线性化，采用混合整数线性规划算法对模型进行求解，获得分布式电源的容量和位置的关系。