[发明专利]基于负荷预测和场景聚类的城市配电网规划方法

摘要

本发明公开了一种基于负荷预测和场景聚类的城市配电网规划方法，包括：1获得城市配电网未来F年的年总用电量预测数据，并确定城市未来F年各负荷节点所有采样时刻的负荷预测数据；2利用k均值聚类算法对各采样时刻进行聚类分析，得到聚类结果；3根据规划目标与决策变量列出城市配电网规划目标函数；4列出约束项，并根据当前阶段系统投资建设方案，调整下一阶段城市各负荷节点所有采样时刻的负荷预测数据；5对配电网决策目标函数进行建模求解，以得到最优决策。本发明充分考虑配电网投资成本与与运行经济性并建立城市配电网多阶段规划模型，以反映投资建设方案对城市配电网的影响，从而提高配电网中线路，变电站的利用率。

主权项

1.一种基于负荷预测和场景聚类的城市配电网规划方法，所述城市配电网中包含N个负荷节点，将所述负荷节点记为{L1,L2,…,Li,…,LN}，Li表示第i个负荷节点，i＝1,2,…,N，其特征在于，所述城市配电网规划方法是按照以下步骤进行：步骤1：采集城市历史H年的年总用电量数据并按照时间先后排序得到总用电量数据序列{x1,x2,…,xh,…,xH}，其中xh代表城市第H‑h年前的年总用电量负荷；h＝1,2,…,H；步骤2：设置采样周期，并采集所述第i个负荷节点Li在当前年份的第a个采样时刻的负荷数据Pi‑a，从而得到第i个负荷节点Li当前年份各采样时刻的负荷数据Pi＝{Pi‑1,Pi‑2…,Pi‑a,…,Pi‑A}，进而得到所有负荷节点在当前年份的各采样时刻的负荷数据P＝{P1,P2…,Pi,…,PN}；a＝1,2,…,A，A对应一年内的总采样时刻；步骤3：应用回归拟合法得到所述城市配电网未来F年的年总用电量预测序列表示应用回归拟合函数预测的第f个序列值，代表未来f年后的年总用电量的预测值；f＝1,2,…,F；步骤4：利用式(1)得到第i个负荷节点L_i在未来第f年第a个采样时刻的负荷预测数据从而得到第i个负荷节点Li在未来第f年对应所有采样时刻的负荷数据进而得到城市所有负荷节点在未来第f年对应所有采样时刻的负荷预测数据步骤5：利用k均值聚类算法对城市所有负荷节点在未来第f年对应所有采样时刻的负荷预测数据Pf进行聚类分析，得到聚类结果；步骤6：根据规划目标与决策变量列出城市配电网规划的目标函数，所述目标函数包括：城市规划期间电费收入CRev和网络综合费用；所述网络综合费用包括：城市规划期间配电网投资建设成本Cinv、配电网系统运行成本Cope、配电网系统维护成本CMn、配电网故障损失成本Cint和城市配电网评价指标对应的惩罚成本Cind；步骤7：根据城市第k阶段城市投资建设情况，设置约束项包括：1)配电网建设逻辑约束；2)配电网建设约束；3)系统供电不足期望值小于最大值约束；并根据当前阶段系统投资建设方案，调整下一阶段城市各负荷节点所有采样时刻的负荷预测数据；步骤8：对所述城市配电网规划的目标函数进行建模，并利用内点法对模型进行求解，得到最优投资建设方案。