[发明专利]一种多尺度分层蜂窝输电网及其规划方法

权利要求书

1.一种多尺度分层蜂窝输电网的规划方法，其特征是所述方法包括：

步骤1：以次高电压等级的电源节点构成的输电网电源层作为目标输电网电源层；

步骤2：根据多尺度分层蜂窝输电网规划模型，求解目标输电网电源层的电源节点容量和电网连线决策量最优解；

步骤3：将所述最优解代入上层输电网电源层，如果两层输电网电源层都满足全网经济性约束，则执行步骤5；

步骤4：对目标输电网电源层中不满足负荷点有功负荷约束的蜂窝网格进行分裂；

步骤5：如果完成全网规划，输出各个输电网电源层规划结果；否则，以下层输电网电源层作为目标输电网电源层，转到步骤2。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述多尺度分层蜂窝输电网规划模型包括目标函数和约束条件；

所述目标函数为：

其中，f(U,S(p_i),Q(p_i,p_j))＝C_power-con+C_power-oper+C_grid-con+C_grid-dep+C_loss；

U为电源节点的电压等级；

S(p_i)为电源节点p_i的容量；

Q(p_i,p_j)为电源节点p_i与电源节点p_j之间的电网连线决策量，当Q(p_i,p_j)＝1时，表示电源节点p_i与电源节点p_j之间建有电网连线，当Q(p_i,p_j)＝0时，表示电源节点p_i与电源节点p_j之间未建有电网连线；

C_power-con为电源节点的建造费用；

C_power-oper为电源节点的运行费用；

C_grid-con为电网连线的建造费用；

C_grid-dep为电网连线的折旧费用；

C_loss为网损费用；

i和j分别为电源节点p_i和电源节点p_j的下标标识；

所述约束条件包括负荷节点有功负荷约束、有功功率平衡约束和线路有功潮流约束；

所述负荷节点有功负荷约束为：

G_load为负荷节点有功负荷；

J_i为由电源节点p_i供电的负荷节点的集合；

W_j为负荷节点p_j的有功负荷；

S(p_i)为电源节点p_i的容量；

e(S(p_i))为电源节点p_i的负载率；

为功率因数；

S_max(p_i)为电源节点p_i的容量上限；

所述有功功率平衡约束为：

$G_{balance}=\left\{\begin{array}{c}P\left(p_i\right)-U\left(p_i\right)\underset{j}{\mathrm{\Σ}}U\left(p_j\right)\left(G\right(p_i,p_j\left)\cos \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j)+B(p_i,p_j\left)\sin \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j\left)\right)=0\\ Q\left(p_i\right)-U\left(p_i\right)\underset{j}{\mathrm{\Σ}}U\left(p_j\right)\left(G\right(p_i,p_j\left)\sin \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j)-B(p_i,p_j\left)\cos \mathrm{\φ}\right(p_i,p_j\left)\right)=0\end{array}\right.;$

G_balance为有功功率；

为对与电源节点p_i相连的所有电源节点p_j求和；

U(p_i)和U(p_j)分别为电源节点p_i和电源节点p_j的节点电压；

P(p_i)为电源节点p_i的有功功率注入；

Q(p_i)为电源节点p_i的无功功率注入；

G(p_i,p_j)为电源节点p_i和电源节点p_j的导纳矩阵的电导；

B(p_i,p_j)为电源节点p_i和电源节点p_j的导纳矩阵的电纳；

φ(p_i,p_j)为电源节点p_i和电源节点p_j的电压相角差；

所述线路有功潮流约束为：

G_powerflow为线路有功潮流；

Z(p_i,p_j)为电源节点p_i和电源节点p_j之间的支路上的视在功率；

Z_min(p_i,p_j)为电源节点p_i和电源节点p_j之间的支路上的功率下限；

Z_max(p_i,p_j)为电源节点p_i和电源节点p_j之间的支路上的功率上限。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述对目标输电网电源层中不满足负荷点有功负荷约束的蜂窝网格进行分裂包括：

子步骤B1:标定待分裂的蜂窝网格的连线；

子步骤B2:对标定的连线作中轴线；

子步骤B3:以中轴线为轴，以标定的连线为对角线，做边长为a/2的正六边形；其中，a为待分裂的蜂窝网格的边长；

子步骤B4:剔除待分裂的蜂窝网格外的网格连线以及电源节点。