[发明专利]基于相关机会二层规划模型的输电网规划方法

摘要

本发明涉及一种基于相关机会二层规划模型的输电网规划方法：建立输电网规划的相关机会二层非线性规划模型，模型上层规划目标以输电网投资收益大于某一理想值的概率最大目标，约束为候选线路架设数目约束；下层规划包含两个子问题。一是系统在正常运行条件的社会利益最大化问题；二是系统在故障运行条件下的切负荷总量小于某一规定值的概率最大问题，约束为故障运行约束。提出采用Monte-Carlo法、遗传算法和内点算法相结合的混合算法对所提出的二层非线性规划模型进行求解。合理解决了输电网规划的风险性问题；将基于相关机会二层规划建模的思想应用到了输电网规划问题中；得到在不确定环境下该投资回报率的实现概率较大的目标。

主权项

一种基于相关机会二层规划模型的输电网规划方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）建立输电网规划的相关机会二层规划模型：分上下两层规划模型，上层规划模型将输电系统在基本运行条件下和单故障运行条件下的系统切负荷小于设定给定值的概率最大作为约束；下层规划模型包含两个独立的子规划，第一个子规划为为正常运行条件约束，包含：发电有功出力约束、负荷节点有功负荷约束、有功功率平衡约束、线路有功潮流约束及阻塞收益约束，第二个子规划为在N‑1运行下的系统切负荷总量小于给定值的概率最大化，其约束包含系统在N‑1运行下的发电有功出力约束、负荷节点的切负荷量约束、潮流方程、线路潮流约束；2）将上层决策向量设定为待架线路数目的整数向量，通过均匀随机选取的方法确定上层的输电规划网络试验解，在随机选择过程中随机数的选择必须满足上层约束；3）对试验解进行连通性校验，对存在孤岛和独立小网的不连通网络进行随机连通性修正，使随机产生的规划网络满足连通性条件；4）设下层决策向量为发电节点出力、负荷节点切负荷量，设下层状态向量为节点相角，利用原始‑对偶内点法求解计算下层规划；5）将下层规划的结果返回给上层目标，得到上层目标值并将其作为个体目标值；6）利用改进遗传算法和原始‑对偶内点法组合算法，对规划模型进行迭代求解：首先，按照步骤2）和步骤3）随机产生20N个试验解，组成遗传算法的原始种群，其中N为种群个体数目；然后按照步骤4）、5）得到原始种群的个体目标值，按照个体目标值由小到大选择前N个个体组成初始种群；对初始种群执行选择、交叉、逆转、变异、补算操作，产生优化种群；按照步骤4）、5）、计算优化种群的个体目标值；再次执行选择、交叉、逆转、变异、补算操作，产生优化种群；依次重复，直到满足最大迭代次数为止；最后输出输电网规划模型的最优解。