[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

说明书

本发明公开了考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法，首先，建立区域综合能源系统模型并分析了其内部能量流动关系。其次，基于多代理系统搭建包含主管层、区域层、设备层的三层交互结构，实现空间尺度上不同实体的相互作用。然后，对含居民、商业、工业类区域综合能源系统的配电网，建立了双层优化模型，上层进行配电网的扩展规划，下层实现区域综合能源系统的优化运行，并采用遗传膜算法和序列二次规划法嵌套求解上下层模型。最后，仿真算例表明，考虑区域综合能源系统优化运行的配电网规划可以减少规划的总成本，提高能源利用效率和新能源消纳率。

技术领域

本发明涉及电气信息领域，具体涉及考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法，实现在满足负荷增长的前提下，减少电网建设的投资，增加未来电网运行的经济性、可靠性和环保性，促进系统内资源的优化利用。

背景技术

随着化石能源的逐渐减少和环境污染的愈发严重，新能源发电技术被世界各国高度重视，越来越多的风力、光伏发电投入使用，然而由于其具有的不确定性和波动性，给现有能源供应网络带来了一定不利影响，其自身的大量消纳也存在困难。于是，可通过横向多种能源互补、纵向源-网-荷-储协调以实现能源高效利用的综合能源系统受到较大关注。在转向能源互联网的初始阶段中，配电网和其他能源网的耦合使得已有配电网内逐渐形成了区域综合能源系统，配电网的扩展规划面临着新的要求与挑战。

目前，分布式电源和微电网的接入对配电网规划影响的问题已有较多研究。当配电网中含区域综合能源系统(regional integrated energy system，RIES)时，有必要研究内部RIES的运行对其规划的影响，建立运行和规划的联合优化，以利用RIES运行中多种能源间和能源供需间的互补协调，去实现电网规划总成本的减少，以及系统能源利用效率和新能源消纳率的提高。

发明内容

对于现有方法存在的缺陷或需要的改善，本发明旨在采用考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法求解复杂的配电网网架多阶段规划问题，用于满足负荷增长并促进资源的优化利用。

本发明通过下述技术方案实现：

考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法，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。

优选的，所述步骤一的区域综合能源系统内部能量流动关系如下：