[发明专利]考虑净负荷最优可接纳域的配电网电源规划方法及系统

说明书

本发明公开了一种考虑净负荷最优可接纳域的配电网电源规划方法及系统，包括：获取发电机组有功和无功出力数据、线路潮流及容量数据和节点电压及相角数据；以最小化年化机组投资成本，运营成本和可靠性成本之和为目标，以考虑净负荷扰动后的约束作为约束条件，建立配电网电源规划目标优化模型；对约束条件进行消除平方项及不确定性转化处理，将目标优化模型转换为仿射调整鲁棒优化模型，然后将仿射调整鲁棒优化模型转化为无随机参数的确定性模型，对所述确定性模型进行求解，得到最优的机组位置及容量。本发明采用新的可靠性成本高效计算方法，无需引入0/1变量，可以高效计算可靠性成本，大大提升了所提模型的计算效率。

技术领域

本发明涉及电网规划技术领域，尤其涉及一种考虑净负荷最优可接纳域的配电网电源规划方法及系统。

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。

搭建清洁高效的新型电力系统现已成为配电网规划建设的重要目标。与传统电力系统不同，新型电力系统中可再生能源的渗透率高，其带来的高度不确定性是配电网电源规划中应考虑的核心因素之一。因此，如何有效应对高比例的不确定性是配电网电源规划中亟待解决的问题。

规划问题中考虑的不确定性包括可再生能源出力的不确定性、负荷的不确定性、设备故障导致的不确定性等。这些不确定性严重影响了配网规划后系统运行的安全性和经济性，因此需要在规划阶段对其予以妥善考虑。根据所掌握的不确定性信息的特征，对不确定性的建模可归纳如下：

1)仅知道不确定性的变化范围，则可以采用区间描述该不确定性，进而建立区间优化或鲁棒优化模型；

2)已知不确定性的概率信息，则可以采用概率分布或由概率分布离散后的场景描述该不确定性，进一步建立随机优化、机会约束规划、成本/效益折中优化等模型。

为应对源-荷双侧功率扰动造成的不确定性，有学者提出节点可接纳域的概念。节点可接纳域为系统中的备用调节能力在空间上扰动源头处(即负荷和可再生能源接入节点)的映射，即净负荷节点处的抗扰动能力。在考虑节点可接纳域的优化模型中，将节点功率不确定性也视为可以优化的柔性对象而非固定的参数性信息，扩展了模型中待优化对象的范围，可以决策出综合考虑经济性与可靠性的节点功率扰动的最优可接纳域。除此之外，相比于传统对备用资源的优化决策，针对节点可接纳域的优化决策充分考虑了备用在网络中的传递能力，具有更强的空间针对性。

现有技术建立了一个双层经济调度模型，以安全性为首要目标，上层目标为最大化系统中节点扰动可接纳域之和；以经济性为次要目标，下层目标为最小化系统总运行成本，将上层优化所得的最优节点可接纳域之和作为下层优化的约束，使得总可接纳域的范围仍得到保证。现有技术建立了考虑可再生能源最大接纳能力(do-not-exceed limits)的调度模型，该问题可以转化为一个不确定参数区间可优化的鲁棒优化模型。为求解该问题，分别考虑了固定参与因子仿射策略，最优参与因子仿射策略，自适应控制策略三种方式。现有技术建立了基于成本/效益折中理念的调度模型，目标函数为最小化可接纳域内部对应的运行成本和接纳域外部的可靠性成本，同时决策出机组的运行基点和净负荷的最优可接纳域。

然而，上述研究均聚焦于大电网安全经济运行领域。在配网规划问题中，节点净负荷预测误差更显著，因此在配网规划中对于节点可接纳域的研究更加有必要，而目前配网规划中尚未有考虑节点可接纳域的研究。