[发明专利]基于综合评价指标的自储能柔性互联配电网扩展规划方法

说明书

本发明公开了一种基于综合评价指标的自储能柔性互联配电网扩展规划方法。首先，依据自储能柔性互联配电网网架结构和运行模式，从安全性，可靠性、灵活性、经济性以及清洁能源消纳5个方面构建综合评价指标体系。其次，综合各类评价指标建立自储能柔性互联配电网选址定容和优化运行交替迭代的双层规划模型。提出特征初选‑样本聚类‑维度削减三步典型场景生成方法，提出基于集群划分的柔直端口选址方法，提高求解效率。应用十进制粒子群和锥规划的混合求解算法进行求解。最后，通过实际配电网数据，对所提出的评价指标体系、双层规划模型和效率提升方法进行了分析和验证。

技术领域

本发明涉及电网优化规划设计方法的技术领域，尤其涉及一种基于综合评价指标的自储能柔性互联配电网扩展规划方法。

背景技术

自储能柔性互联配电网通过集成储能的柔性开关设备实现配电网“交- 直-交”柔性合环，改变了传统的开环运行模式，储能的引入使其具备了时间和空间(馈线间)层面的功率灵活控制能力，满足了高供电可靠性、高电能质量、分布式电源高渗透接入等定制电力需求。

目前国内外对于柔性开关设备的规划已有一定研究，现有文献采用先选址再定容的分步规划方法，选址与定容分别优化，规划结果的合理性有待提高。在此基础上，现有文献通过SOP替代交流联络开关，不考虑改造现有交流网架，其选址空间较小，因此方案初始投资小且求解快，但形成的规划方案往往不是理想的最优。

柔性互联配电网作为电网发展的新形态之一，对其技术经济性能的认识需要一定过程。相关规划研究仍沿用典型智能配电网的评价指标，不能充分反映柔性互联配电网的技术经济性能。扩展规划使柔直端口选址空间由联络馈线端节点扩展至配电网内所有节点，并且随着柔直端口数增多，选址空间以节点总数的倍数方式增长，需要合理缩减其选址空间以提高求解效率。储能电量的时序连续性决定其场景模拟是长时间尺度的优化问题，相对于柔性开关设备单时间断面优化，计算时间数十倍增加，场景的时序维度高。同时多种类型的DG、负荷等不确定性元件构成了场景的变量维度，通过变量概率密度函数生成、样本聚类等方法构成的典型场景不改变变量维度，随着变量状态数增多，运行场景数呈指数倍增长，易出现“维数灾”问题。需要合理减少场景数量，减少计算时长。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于综合评价指标的自储能柔性互联配电网扩展规划方法，能够综合各类指标实现扩展规划，进而有效提高配电网的技术经济性能。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于综合评价指标的自储能柔性互联配电网扩展规划方法，包括如下步骤：

步骤1：依据自储能柔性互联配电网网架结构和运行模式，从安全性，可靠性、灵活性、经济性以及清洁能源消纳5个方面构建综合评价指标体系，并综合各类评价指标建立自储能柔性互联配电网选址定容和优化运行交替迭代的双层规划模型；

步骤2：提出特征初选-样本聚类-维度削减三步典型场景生成方法，合理减少场景数量，提高求解效率；

步骤3：提出基于集群划分的柔直端口选址方法，提高求解效率；

步骤4：通过十进制粒子群算法和锥规划的混合求解算法实现规划模型求解。

优选的，本发明从安全性，可靠性、灵活性、经济性以及清洁能源消纳5个方面构建综合评价指标体系：

柔性互联配电网综合性能评价指标体系，具体包括年化建设成本、运行损耗和维护费用、潮流越限风险、电压越限风险、供电电源可选性、支路容量充裕率、负荷恢复比、负荷平均恢复时间、DG最大渗透率、DG最大集中并网容量10个二级指标。

优选的，本发明的综合各类评价指标建立自储能柔性互联配电网选址定容和优化运行交替迭代的双层规划模型：