[发明专利]一种基于台区变压器的二阶段配电网规划方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于台区变压器的二阶段配电网规划方法和装置，所述方法包括：获取待规划区域的备选变压器信息和区域信息；构建第一阶段规划模型，求解获得在总规划年限内共需投建的所有变压器型号和数量；构建第二阶段规划模型，求解获得各年份需投建的变压器型号和数量；生成所述待规划区域的配电网规划方案，并分批投入变压器。相比于现有技术，通过二阶段规划并分批将变压器进行投入，避免了一次性规划引起的规划初期变压器容量冗余的问题，提高了变压器的使用率，使待规划区域的变压器能够得到充分利用并降低了规划成本和变压器损耗；另一方面，降低了配电网出现故障的概率和维护成本，有效降低规划风险。

技术领域

本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于台区变压器的二阶段配电网规划方法和装置。

背景技术

为满足电力系统的发展需要，避免二次重建增加额外的成本，因此有必要在配电网规划阶段就对设备的选型进行优化。随着电能替代程度不断加深，其负荷发展和变化的不确定性使规划方案容易面临适应性不足的问题，一旦规划不合理引起规划期内负荷过载，就会出现供电能力不足的可靠性问题，电压不稳定、网络损耗过大、故障发生频繁等安全性问题就会相继出现。而变压器选型是配电网规划的重要环节，其容量的大小决定了供电台区的变电容量，同时，由于变压器相比其他电力设备占地面积大，造价高，在配电网建造运行成本中占据主要部分。

现有技术在进行变电台区设备的选型时，通常需要根据实际情况对一些条件进行假设，例如负荷增长、借贷利率、安全需求等，从而能够进行定量的分析。这些方案通常是针对现有负荷或增长负荷进行一次性规划，而并未考虑到规划期较长时，规划的前期可能会造成设备容量冗余、使用率不高。

发明内容

本发明提供了一种基于台区变压器的二阶段配电网规划方法和装置，解决了一次规划引起规划初期的变压器容量冗余的技术问题，提高了设备的使用率。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于台区变压器的二阶段配电网规划方法，包括：

获取待规划区域的区域信息和备选变压器的变压器信息；

根据所述变压器信息和所述区域信息，构建第一阶段规划模型，求解获得所述待规划区域在总规划年限内需投建变压器的第一变压器型号和第一变压器数量；其中，所述第一阶段规划模型以变压器的第一全寿命周期成本作为目标函数；所述第一全寿命周期成本从所述总规划年限的第一年投入开始计算；

根据所述第一变压器型号和第一变压器数量，结合所述变压器信息和所述区域信息，构建第二阶段规划模型，求解获得所述待规划区域各规划年份需投建变压器的第二变压器型号和第二变压器数量；其中，所述第二阶段规划模型以变压器的第二全寿命周期成本作为目标函数；所述第二全寿命周期成本从实际投运的年份开始计算；

根据所述第二变压器型号和所述第二变压器数量，生成所述待规划区域的配电网规划方案，并根据所述配电网规划方案分批投入变压器。

作为优选方案，所述第一全寿命周期成本和第二全寿命周期成本均包括变压器的购置建设成本、电能损耗成本、运维检修成本和退役处置成本。

作为优选方案，所述构建第一阶段规划模型具体为：

以所述待规划区域的变电站的变压器型号约束、变压器台数约束、最高负载率约束、所有节点的电压偏移约束作为约束条件，构建所述第一阶段规划模型；其中，所述第一阶段规划模型为混合整数线性规划模型且满足：所述待规划区域的变电站的设备数量和容量均满足在规划水平年内的N-1约束。

作为优选方案，所述第一阶段规划模型采用MATLAB调用Yalmip+Cplex求解器进行求解。

作为优选方案，所述构建第二阶段规划模型具体为：以所述待规划区域的变压器型号约束和负载率约束作为约束条件，构建所述第二阶段规划模型；其中，所述第二阶段规划模型为混合整数非线性规划模型。