[发明专利]一种含光储配电网的网架结构优化方法

权利要求书

1.一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，

以供电企业和电力用户为主体，采用双层优化模型的方法，其中，上层优化模型以供电企业新建线路和光储系统的位置为决策变量，优化供电企业新建线路投资成本和运营成本；下层优化模型以用户配置光伏容量和储能容量为决策变量，优化用户光储投资成本和运营成本；下层优化模型将局部优化结果反馈至上层优化模型，上层优化模型再进行整体优化，如此迭代反复，最后完成整个优化过程。

2.根据权利要求1所述的一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，

所述方法具体包括如下步骤：

(1)上层优化模型编码：对待新建线路以及光伏储能的安装位置进行二进制编码，随机产生上层优化模型初始粒子群；

(2)更新上层优化模型初始粒子群，并作为基础参数输入下层优化模型开始优化；

(3)下层优化模型编码：对光伏和储能装置的安装个数进行整数编码，随机产生下层优化模型初始粒子群；

(4)更新下层优化模型粒子群，并作为博弈均衡点的初值输入至Nash博弈模型中；

(5)进行博弈求解，找到博弈均衡点并计算适应度值，更新下层优化模型目标函数的极值；

(6)判断是否满足下层优化模型收敛条件，若满足进入步骤(7)，否则返回步骤(4)；

(7)根据下层优化模型优化结果计算上层优化模型目标函数适应度值，并更新上层优化模型粒子群的全局极值；

(8)判断是否满足上层优化模型收敛条件，若满足进入步骤(9)，否则返回步骤(2)；

(9)输出最优方案。

3.根据权利要求1或2所述的一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，

上层优化模型目标函数如下：

式中，表示供电企业的总成本；表示线路投资成本，即供电企业在进行网架结构优化的过程中新建线路的投资成本；表示网损成本，即配电网在运行过程中产生的网络损耗成本；表示购电成本，即供电企业向上级电网购置电能的购电成本；则表示电能交易成本，即供电企业与用户进行电能交易的成本。

4.根据权利要求1或2所述的一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，

上层优化模型约束条件包括：满足配电网的潮流约束、节点电压约束、传输功率约束以及环状供电消除约束。

5.根据权利要求1或2所述的一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，

下层优化模型目标函数如下：

其中，n_PV表示安装光储系统的用户总数；表示用户i的总成本；表示设备安装成本，即安装光伏或储能装置的成本费用；表示设备置换成本；表示设备维护成本，即设备运行过程中所需维护的成本费用；表示电能交易成本；表示光伏发电补贴。

6.根据权利要求1或2所述的一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，下层优化模型约束条件包括充放电功率约束、剩余容量约束以及始末容量约束。

7.根据权利要求1或2所述的一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，

上层优化模型中，所采用的优化方法为二进制粒子群算法；

具体编码方法如下：假定配电网络中有N_b条待新建的线路，同时，有N_p个可安装光伏及储能装置的负荷节点，则在该二进制编码中，(N_b+N_p)维的搜索空间里，第i个粒子的位置和速度如下式所示：

其中，x_i中的任一元素取值为0或者1，M表示粒子数量。

8.根据权利要求1或2所述的一种含光储配电网的网架结构优化方法，其特征在于，

下层优化模型根据节点处光伏出力与负荷功率的差额大小及储能运行策略，计算求取用户的总成本；构建的非合作Nash博弈模型，各用户的决策变量为各自的光伏安装容量、储能安装容量以及节点处最大倒送功率，若在博弈中存在均衡点，则应满足以下公式：

式中，表示节点i上光伏安装数、储能安装数以及最大倒送功率的均衡解值。