[发明专利]计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法

说明书

本发明公开计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，首先，为提高典型场景有效性，综合考虑建筑物结构、室内外热传递特性以及光照强度等气象因素生成热负荷，同时在热传递因素方面考虑风速影响，这种方法能更加精确的实现热负荷的建模；其次在蓄热式电锅炉运行策略的决策方面，本发明考虑风光电源各时段出力特性，以碳排放最低为目标确定蓄热式电锅炉的运行策略，在降低碳排放的同时，更加灵活的运行策略也能够有效移峰填谷，减小用电高峰时段配电网供电压力。最后，本发明以经济性及负载率均匀性为目标对配电网进行多目标扩展规划，采用嵌套的混合粒子群优化算法进行求解，求解结果具有总成本低、线路负载率均匀性强的特点。

技术领域

本发明属于配电网规划技术领域，具体涉及计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法。

背景技术

大规模电热设备接入配电网引起的负荷增长会导致配电网负荷承载能力不足，而电蓄热设备接入配电网能够有效移峰填谷，降低用电高峰期负荷需求。现有技术中，首先是以提高场景有效性为目的生成热负荷，但现有建模方法考虑因素相对单一，建模精度不足。然后是蓄热式电锅炉运行策略的决策，传统的两段式运行策略及分组投入/退出运行策略灵活性不足，且不能有效利用风、光等清洁电源供电。最后是配电网的扩展规划，现有技术多为以经济性为目标的单目标规划，难以同时兼顾配电系统运行可靠性及线路负载率均匀性。

发明内容

本发明的目的是提供一种计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，具有热负荷建模精度高、配电网规划后线路负载率均匀性强的特点。

本发明所采用的技术方案是，计及规模化电蓄热设备接入配电网多目标扩展规划方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、在热传递特性的分析中结合风速，建立由建筑围护结构形成的采暖建筑内部温度时变方程，根据温度时变方程建立电热负荷模型；

步骤2、建立关于蓄热电锅炉的模型；

步骤3、建立配电网双层多目标规划模型；

步骤4、嵌套的混合粒子群优化算法求解。

本发明的特点还在于：

步骤1具体过程为：

计算τ时刻建筑空间内部通过墙面与室外热传递获得的热量q_wall，表示为：

q_wall(τ)＝vb_wallh_in[t_in(τ)-t_out(τ)]τ＝1,2,...,24 (1)

式中：v为供热面积；b_wall为单位供暖面积内等效墙体面积；h_in为单位面积墙体内表面与空气的传热系数，它与墙体内表面温度有关；t_in(τ)、t_out(τ)分别为τ时刻室内、外温度；

τ时刻室内通过窗户与室外热传递获得的热量，表示为：

q_win(τ)＝vb_winC_winA_winZ_win (2)

式中，b_win为单位供暖面积内等效窗户面积；A_win为单位面积窗户的太阳辐射得热系数；C_win为玻璃冷负荷系数；Z_win为玻璃的遮阳系数；

τ时刻室内经空气交换得热量q_out(τ)，表示为：

式中：为室外风速；G_out为综合换热系数；