[发明专利]一种计及配电网等值优化的输配电网协调规划方法

摘要

本发明提出一种计及配电网等值优化的输配电网协调规划方法，属于电力系统规划领域。该方法对输配电网进行分层规划；对每个包含配电网的输电网节点建立配电网规划模型，通过优化计算得到不同配电网项目总数对应的配电网净收益和相应的新增配电网负荷作为输电网模型的边界参数；在输电网模型中，输电网的运行约束基于直流潮流方程建立，在配电网和输电网投资总额固定的约束下，根据配电网的规划结果优化选择具体的配电网投资方案，并确定输电网的扩展方案。本发明对输配电网进行分层规划，提升计算效率，可得到有效的输配协调规划方案，具有很高的应用价值。

主权项

1.一种计及配电网等值优化的输配电网协调规划方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取包含配电网的输电网节点集合Ω^N；其中Ω^N中每个节点为配电网与输电网连接的公共节点；(2)对任一节点x∈Ω^N，获取该节点对应配电网信息，包括：配电网基本参数信息，配电网待规划线路信息和待选项目信息；(3)对节点x，设定从待选项目中依次选中项目数m＝0,1,2,…,M_x，M_x表示节点x对应配电网选中项目数上限，依次构建在不同选中项目数下节点x对应的配电网规划模型并求解，得到节点x对应配电网的净收益曲线以及在不同选中项目数下的所有时段新增项目负荷矩阵；具体步骤如下：(3‑1)令选中项目总数m＝0；(3‑2)构建配电网规划模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体如下：(3‑2‑1)确定配电网规划模型的目标函数：min Inv_x‑Rev_x式中，Rev_x表示新增项目负荷给节点x对应配电网带来的售电净收益，Inv_x表示线路投建的成本；(3‑2‑2)确定配电网规划模型的约束条件，具体如下：收益和投资约束：式中，为配电网第t时段从输电网购电的电价；为配电网第t时段的销售电价；假设节点x对应配电网中待选项目集合为Ω，各个待选项目对应的负荷曲线为L_p,t,p∈Ω,t＝1,...,T，t为时段，T为时段总数；各项目对应的决策变量为α_p，为0/1变量；假设该项目对应的配电网备选线路集合为K^P；各备选线路对应的投资成本为c_k，k∈K^P；各备选线路对应的决策变量为u_k，为0/1变量；配电网项目总数控制约束：配电网规划模型的约束条件还包括：线路潮流和电流上下限约束、Dist‑Flow潮流约束、节点功率平衡约束、公共节点虚拟电源出力控制约束和节点电压幅值控制约束；(3‑3)对步骤(3‑2)建立的模型求解，得到对应的最优解，包括：节点x对应配电网选取的项目集合节点x对应配电网各个时段从节点x的购电值Pg_x,t,m,t＝1,...,T,以及节点x对应配电网净收益Pg_x,t,m,t＝1,...,T即输电网节点x的负荷(3‑4)令m＝m+1,然后重新返回步骤(3‑2)对配电网规划模型进行更新并求解更新后的模型，直至m＝M_x，得到不同选中项目数下节点x对应配电网规划模型及其对应的最优解；(3‑5)利用步骤(3‑4)的结果，得到节点x对应配电网的净收益曲线，记作向量节点x对应配电网在不同选中项目数下所有时段从节点x的购电值组成矩阵Pg_x：Pg_x等于输电网节点x在不同选中项目数下所有时段对应的负荷矩阵其中，节点x固有负荷为得到节点x对应配电网在不同选中项目数下所有时段新增项目负荷矩阵ΔP_x：(4)将节点x从Ω^N中移除：Ω^N＝Ω^N/x，判断Ω^N是否为空集：若是，则进入步骤(5)；否则重新返回步骤(2)，从Ω^N选取下一个节点；(5)获取输电网信息，包括：输电网基本参数信息，输电网备选线路信息和各配电网对应的等值曲线信息；(6)构建输电网模型并求解，得到输电网各节点对应配电网项目决策方案以及输电网线路的规划方案；具体步骤如下：(6‑1)构建输电网模型，该模型由目标函数和约束条件构成；具体如下：(6‑1‑1)确定输电网模型的目标函数：式中，β_x,m为0‑1变量，表示选择节点x对应的配电网投资m个项目；为输电网备选线路集合，为线路方案k是否投建的0‑1变量；为输电网备选线路k的投建成本；(6‑1‑2)确定输电网模型的约束条件，具体如下：功率平衡约束：式中，为机组i第t时段的出力；为配电网新投项目负荷传递至输电网形成的负荷增量；为节点x上的机组集合；S(k)表示线路k首端节点；R(k)表示线路k的末端节点；为线路k第t时段的潮流；配电网投资方案总数约束：配电网投资总额约束：式中，Inv^Total为配电网和输电网投资总额；输电网模型约束条件还包括线路潮流约束和节点电压相角及发电机出力约束；(6‑2)对步骤(6‑1)建立的模型求解，得到最终的输电网各节点对应配电网项目决策方案：以及输电网线路的规划方案：