[发明专利]考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法

权利要求书

1.考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：建立了包含光伏电源PV、风电机组WT、电动汽车EV、电转气P2G、热电联产CHP、燃气锅炉GB、储气GS、吸收式制冷AR、电制冷ER以及可进行需求侧响应的柔性负荷的区域综合能源系统RIES模型，并分析了RIES模型内部的能量流动关系；

步骤二：基于多代理系统，搭建了包含主管层、区域层、设备层的三层交互结构，以完成空间尺度上配电网代理、RIES代理和多种能源设备代理的信息传递；

步骤三：建立了考虑RIES优化运行的配电网扩展规划的双层优化模型，上层为主管层配电网代理进行配电网的扩展规划，下层为区域层RIES代理通过控制设备层代理进行自身的优化运行；

步骤四：基于上述双层优化模型，采用遗传膜算法和序列二次规划法进行上下层模型的嵌套求解，得到了最优规划方案；所述步骤一的区域综合能源系统内部能量流动关系如下：

式中：为P2G转换的天然气功率；为RIES向配电网购买的电功率；为PV的实际发电功率；为WT的实际发电功率；为EV的充放电功率；η^P2G为P2G的转换效率；为电能分配系数；为CHP的产电功率；为RIES向天然气管网购买的气功率；为GS的充放气功率；为CHP的产电效率；为天然气分配系数；为CHP的产热功率；为CHP的产热效率；为GB的产热功率；η^GB为GB的产热效率；为ER的制冷功率；为ER制冷所需的电功率；η^ER为ER的制冷效率；为AR的制冷功率；为AR制冷所需的热功率；η^AR为AR的制冷效率；变量下标s为场景、t为时段；

所述步骤三的双层优化模型中上层模型，考虑规划方案的综合经济性，以配电网规划总成本的等年值最小为目标：

minf₁＝C_I+C_P+C_M+C_F+C_IM-C_E-C_D (7)

C_M＝λ_MC_I (10)

式中：f₁为规划总成本的等年值；C_I为折算到每年的新建线路投资成本；C_P为年网损成本；C_M为年维护成本；C_F为年故障成本；C_IM为配电网的年购电成本；C_E为促进配电网内新能源发电后减少的年环保成本；C_D为投入设备的报废成本；N_nb为待新建线路数；x_i为0-1变量，x_i＝0表示第i条待新建线路未被选中，x_i＝1表示第i条待新建线路被选中；c_I,i为第i条新建线路的单位长度费用；l_i为第i条新建线路的长度；r为折现率；T为设备的寿命周期；c_P为单位网损成本系数；N_s为场景数；T_s为第s场景的天数；N_t为一天的总时段数；T_t为每一时段的间隔时间；P_loss,s,t为配电网的有功损耗；λ_M为设备维护成本系数；c_F为单位故障停电成本系数；E_ENS,s,t为配电网的供电不足期望值；N_b为配电网总支路数；λ_j为第j条线路的故障率；N_n为配电网总负荷节点数；P_T,s,t,i为第j条线路故障引起第i个负荷节点的供电不足功率；c_IM为配电网购电的电价；N_n0为配电网内普通电负荷节点数；P_e,s,t,i为第i个普通电负荷节点的所需电量值；N_RIES为配电网内区域综合能源系统节点数；为第j个区域综合能源系统节点的所需电量值；N_p为污染物的种类；C_D,p、C_v,p为第p种污染物的排放费用和环境价值；B_p为燃煤发电产生第p种污染物的排放强度；为第i个区域综合能源系统节点中PV、WT的实际发电功率；

所述步骤三的双层优化模型中下层模型，以有效利用的能量与实际消耗的能量之比作为能源利用效率，考虑不同典型日场景中一天24个时段的优化运行，以区域综合能源系统内部的能源利用效率和新能源消纳率之和最大为目标：

式中：f₂为区域综合能源系统内部的能源利用效率和新能源消纳率之和；L_e,s,t、L_h,s,t、L_c,s,t为区域综合能源系统内部电、热、冷负荷；为区域综合能源系统内部PV、WT的理想出力值。