[发明专利]一种基于点估计法概率多能流的能源网络随机规划方法

权利要求书

1.一种基于点估计法概率多能流的能源网络随机规划方法，其特征在于，该方法采用基于三点估计法概率多能流嵌入改进的粒子群优化算法对构建的区域综合能源系统能源网络随机规划模型进行求解，获得最优随机规划方案，所述最优随机规划方案包括待规划能源网络中新建配电线路/配气管道/供热管道编号，所述区域综合能源系统能源网络随机规划模型以规划期内总成本最低为目标，总成本由新建成本、运行成本的期望值、CO2处理成本的期望值三部分组成，其中，

通过所述粒子群优化算法进行求解的过程中，采用嵌入的三点估计法进行考虑相关性的概率多能流计算，限制配电线路、配气管道、供热管道传输能流和电力系统节点电压的越限概率，实现机会约束条件检验，将概率多能流计算得出的输出状态变量的统计信息与区域综合能源系统能源网络规划相结合，以使各候选随机规划方案满足机会约束；

所述区域综合能源系统能源网络随机规划模型的约束条件包括状态变量约束、经济性约束、电力系统约束、天然气系统约束、热力系统约束、机会约束和不确定性因素间的相关性约束；

通过所述粒子群算法进行求解的过程中，初始粒子群的生成策略包括以下步骤：

101)将含有备选线路且包含总支路数最少的闭合环路视作一个基础环路，对每个基础环路内的备选线路从1开始按顺时针方向编号；

102)从每个基础环路中随机选择一条不重复的备选线路组成一个初始粒子；

103)使用节点短接法检查断开初始粒子对应的备选线路后网络的连通性，若连通，则将对应的初始粒子存入初始粒子群中，返回步骤102)生成下一个粒子，否则，舍弃对应的初始粒子，返回步骤102)重新随机生成一个粒子；

所述检查断开初始粒子对应的备选线路后网络的连通性具体为：

a.建立节点关联矩阵，节点i与j直接相连时元素(i,j)为1，否则元素(i,j)为0，对角元均为0；

b.从(1,2)开始扫描，若(1,j)为1说明节点1与节点j相连，则将第1行与第j行、第1列与第j列的各元素做“或”运算，结果置于第j行或第j列，即将节点1与其所有相连的节点短接；

c.删去第一行第一列，将对角元置0；

d.重复步骤b、c直至某一行全为0或矩阵仅余一阶；

e.若某一行全为0，则判定粒子对应的网络不连通，若矩阵仅余一阶，则判定粒子对应的网络连通；

所述备选线路包括备选配电线路、备选配气管道和/或备选供热管道。

2.根据权利要求1所述的基于点估计法概率多能流的能源网络随机规划方法，其特征在于，通过所述粒子群算法进行求解的过程中，粒子位置x和速度v的迭代公式为：

其中，c₁、c₂为加速常数，v_temp、x_temp为中间变量，ω为惯性因子，为第i个变量的个体极值，为某一个体第i个变量的速度和位置，为全局极值，v_max为粒子速度限值，x_max、x_min为粒子位置限值，t为迭代代数。

3.根据权利要求1所述的基于点估计法概率多能流的能源网络随机规划方法，其特征在于，所述采用点估计法进行考虑相关性的概率多能流计算具体为：

201)获取区域综合能源系统基础数据，生成n维独立标准正态空间随机变量样本；

202)采用三点估计法，对每一个输入随机变量X_i，其他变量取均值时，在X_i的两侧及均值处进行三次采样，计算每一采样点的标准采样值及其权重系数，获得2n+1组样本；

203)将所述2n+1组样本转换至输入变量空间中，得到2n+1组满足相关关系的输入变量样本；

204)基于风电机组出力概率模型和光伏机组出力概率模型计算风电机组出力和光伏机组出力，更新所述输入变量样本；

205)采用每组所述输入变量样本计算一次多能流，得到2n+1组输出状态变量，估计获得各输出状态变量的均值和标准差。

4.根据权利要求3所述的基于点估计法概率多能流的能源网络随机规划方法，其特征在于，所述区域综合能源系统基础数据包括现有网络拓扑信息、可再生能源参数、节点负荷和Energy hub参数。