[发明专利]输配协同的主动配电网分布式鲁棒扩展规划系统及方法

说明书

本发明提供了一种输配协同的主动配电网分布式鲁棒扩展规划系统及方法。该方法包括：基于配电网正常运行情况下的典型运行场景，依据置信度水平设定不确定集中光伏出力、风电出力、负荷的变化范围，以此不确定集为基础建立配电网子问题两阶段鲁棒优化模型；以发电机发电成本、向配电网售电获得的利润及惩罚项三部分作为目标函数，以输电网潮流约束、节点电压上下限约束、输电线路电流约束、发电机容量约束为约束条件，建立输电网子问题SOCP模型；基于ATC和CCG算法的分布式框架方法迭代求解配电网子问题两阶段鲁棒优化模型与输电网子问题SOCP模型，直至模型收敛，获得多配电网规划方案。

技术领域

本发明属于主动配电网系统扩展规划领域，具体涉及一种输配协同的主动配电网分布式鲁棒扩展规划系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

能源是经济和社会发展的重要物质基础，但是传统化石能源资源的消耗，也导致了严重的生态环境问题，能源结构性改革已经势在必行。电力行业作为关系国计民生的基础能源产业，近年来其发展也展现出很多新的特点。在供应侧，风力、光伏等新能源发电近年来发展迅速，装机容量不断提高。在需求侧，电动汽车由于其清洁、绿色、环保的特点，保有量不断增加。这些供需侧的变化使原有配电网规划的影响因素更加难以确定，电网规划需要新的理论指导。

首先，风力、光伏等分布式新能源发电的接入使配电网与输电网的关系发生变化。配电网不再只是作为下级电网从输电网接收电能，而是有了向输电网返送电能的能力，即配电网转换为主动配电网。主动配电网的出现使配电网与输电网的耦合度增加，单个配电网的规划运行策略会影响与之相连的输电网，并进而影响与该输电网相连接的其他配电网。目前配电网规划策略多集中于对单个配电网的规划，对考虑输配协同的多配电网规划研究较少。

其次，供应侧分布式新能源发电与需求侧电动汽车等灵活负荷的接入使配电网运行状况的不确定性增加。新能源发电的出力受风速、温度、关照强度等不可控因素的影响与制约，具有随机性、波动性与不确定。电动汽车充电负荷受天气、工作、出行习惯等因素影响，亦具有较强的不确定性。目前计及不确定性的规划策略多通过场景法、鲁棒优化、机会约束、概率模型等方法进行不确定性建模。

发明内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种输配协同的主动配电网分布式鲁棒扩展规划系统及方法，本发明建立了输配协同的配电网分布式鲁棒规划模型，模型分为配电网子问题与输电网子问题两部分，利用分析目标级联级联(Analyticaltarget cascading，ATC)算法进行分布式迭代求解，其中配电网子问题为两阶段鲁棒模型，利用列与约束生成(Column-and-constraint generation，CCG)算法求解。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个方面提供一种输配协同的主动配电网分布式鲁棒扩展规划方法。

输配协同的主动配电网分布式鲁棒扩展规划方法，包括：

基于配电网正常运行情况下的典型运行场景，依据置信度水平设定不确定集中光伏出力、风电出力、负荷的变化范围，以此不确定集为基础建立配电网子问题两阶段鲁棒优化模型；

以发电机发电成本、向配电网售电获得的利润及惩罚项三部分作为目标函数，以输电网潮流约束、节点电压上下限约束、输电线路电流约束、发电机容量约束为约束条件，建立输电网子问题SOCP模型；

基于ATC和CCG算法的分布式框架方法迭代求解配电网子问题两阶段鲁棒优化模型与输电网子问题SOCP模型，直至模型收敛，获得多配电网规划方案。

进一步的，所述配电网正常运行情况下的典型运行场景的确定包括：采用K-means聚类方法生成配电网正常运行时光伏处理、风电出力及负荷的典型运行场景。