[发明专利]一种配电网拓扑动态演化过程的优化方法和系统

权利要求书

1.一种配电网拓扑动态演化过程的优化方法，其特征在于，包括：

S1.构建配电网拓扑最优动态演化的双层优化模型：所述双层优化模型包括上层优化结构和下层优化结构；

上层优化结构，以演化过程总费用最小为优化目标，以电源和调节设备的安装地点和容量作为第一决策变量，将连续的动态演化过程离散化为多个演化阶段，并将各阶段拓扑结构之间的时空耦合作为约束条件；其中，第一决策变量采用二值整数变量描述；演化过程总费用包括设备投资费用和系统运行费用；上层优化结构的目标函数为：

Min PCV＝FC+RC_min

其中RC_min表示运行费用的最小值，τ表示年利率，s表示阶段数，K表示每阶段的时间跨度，FC表示配电网演化过程中的设备投资，IS表示当前阶段各节点处新建变电站所需投资，IL表示网络拓扑从上一阶段演化至当前阶段所需的费用，IRE表示当前阶段各节点处新增RDG所需投资，IES表示当前阶段各节点处新增ESS所需投资，IC表示换流器投资；

约束条件包括：

W_i,s表示节点i的类型，取0表示交流类型，取1表示直流类型，Ω_n表示所有节点的集合，Ω_s表示所有阶段的集合；

U_ij,s表示节点i、j之间的连接关系，取0时表示无连接，取1时表示有连接；

下层优化结构，以运行费用最小为优化目标，以配电网的运行状态作为第二决策变量，以可再生能源发电量占比、线性化的交直流潮流方程以及电源输出功率作为约束条件；配电网的运行状态采用连续型变量描述；下层优化的目标函数为：

Min RC＝(CES+CRD+CESO)Y(1+τ)^-(s-1)K+J

其中，Y表示每年的总天数，J为惩罚项，当无法找到配电网运行的可行解时，J取一个较大值，当找到可行解时，J取0，CES表示从主网购电的费用，CRD表示可再生能源弃置费用，CESO表示ESS运行费用；下层优化结构的约束条件包括：

演化最终阶段RDG的发电量占比约束：

ρ为RDG的发电量占比，E^dg为RDG发电量，E^D为变电站发电量，ε为设定数值；

线性化的交直流潮流约束：

表示注入节点的有功功率，表示与节点i相连的线路有功功率；

表示注入节点的无功功率，表示与节点i相连的线路无功功率；

V_i,t,s＝1+△V_i,t,s≈1

M_ij,t,s＝1+△M_ij,t,s≈1

表示与节点i相连的线路有功功率；表示与节点i相连的线路无功功率；N表示网络节点数量，U_ij,s表示节点i、j之间的连接关系，取0时表示无连接，取1时表示有连接，M_ij,t,s表示线路换流器调制比的倒数，△V_i,t,s表示节点i电压幅值的偏移量，表示交流线路的电导，表示直流线路的电导，θ_ij,t,s表示节点i,j之间的相角差，表示交流线路的电纳，△M_ij表示节点i、j之间VSC的调制比偏移量，Ω_n表示所有节点的集合，Ω_s表示所有阶段的集合，Ω_T表示模拟的配电网运行周期；W_i,s表示节点i的类型；表示对W_i,s取非运算；W_j,s表示节点j的类型；表示对W_j,s取非运算；V_i,t,s表示节点i的电压；

上层优化结构为下层优化结构提供拓扑结构信息，下层优化结构为上层优化结构提供最小运行费用数据；

S2.求解上述双层优化模型，得到在可再生能源占比一定的条件下，演化过程总费用最小的配电网拓扑动态演化过程。

2.根据权利要求1所述的一种配电网拓扑动态演化过程的优化方法，其特征在于，第一决策变量包括可再生能源发电装置、储能系统和变电站的安装地点和容量。