[发明专利]一种储能与信息系统双层协同规划方法、装置及介质

说明书

本申请提供储能与信息系统双层协同规划方法、装置及介质。本发明通过引入层次分析法加权的方式来区分通信节点的通信重要度指标，在此基础上选择储能的新建安装位置，构造配电网中面向高渗透率分布式电源和间歇性负荷接纳的配电网储能系统与通信网络拓扑的双层协同规划模型，具体包括储能的新建位置与容量的配置策略以及通信网架拓扑优化。采用基于改进后的非支配排序二代遗传算法与二进制粒子群优化算法相互嵌套的算法进行上层模型和下层模型的迭代求解，实现考虑信息物理系统耦合作用的配电网物理层储能系统和信息层网络拓扑的协同规划。

技术领域

本申请涉及主动配电网规划领域，尤其涉及一种储能与信息系统双层协同规划方法、装置及介质。

背景技术

目前，仅针对主动配电网物理配电系统或通信系统其一进行规划研究。

在传统的配电网储能系统(ESS)规划方面，有学者以规划方案综合年费用最小、配电网能量损耗最小为目标，考虑分布式电源与和负荷实际运行情况中的波动性，利用改进后的粒子群算法对储能系统和间歇性负荷进行了协同规划，增加了规划方案的准确性；有学者考虑了不同负荷水平下分布式电源输出功率的随机波动性，利用蒙特卡罗概率方法对该波动性进行了处理，并在多场景多时序下提出了配电网线路新建改造、储能选址定容的规划方法，但效率不高。

在信息物理系统的信息系统规划方面，有学者针对信息系统中通信链路中断、通信丢包及服务延迟等故障建立了风险评估模型，并以通信链路承担服务不均衡度为指标，提出了基于深度学习算法的通信线路规划方案，提高了信息系统可靠性；有学者以通信网络的覆盖范围、通信拓扑连接性和活跃节点的数量为目标，提出一种基于TASCC的多目标优化算法的通信系统优化方案，降低了信息传输过程中的能耗，一定程度上延长了网络的寿命。

目前大多数的主动配电网规划研究不考虑信息物理系统之间的耦合作用，而是将两个子系统分离开来单独进行规划优化。然而，随着配电网中多类型分布式电源和间歇性负荷的渗透率日益增加，对主动配电网的控制性能和精细化水平有了更高的要求，同时物理电网对信息通信技术、电力电子技术的依赖性日益加深，因此物理系统的规划配置效果会受到与之耦合的信息系统性能水平的影响。可见，现有的独立规划研究方法已经越来越不适应未来电网对提高配电网灵活性资源配置调度水平和优化配置通信控制系统的要求。一方面，当前的规划运行方案多以提升配电网的可靠性和经济性为目标函数，而忽略了最大化配电网对分布式电源与间歇性负荷的接纳能力的研究；另一方面，去耦合的独立规划研究方案对于提升多场景多阶段的配电网运行适应力有不利影响。

除此之外，大多数针对通信网络的规划研究缺乏对节点异构性的考虑。由于实际信息系统中的通信节点存在异构性，如主站节点相对于馈线终端节点较重要，在信息网络受到攻击时，应优先保证主站节点的正常运行，这就要求区分节点通信重要程度，并通过通信网络的合理配置优化来最小化网络的节点不均衡度，以此降低节点间的异构性指标，增加网络的鲁棒性。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供一种储能与信息系统双层协同规划方法、装置及介质。

第一方面，本申请提供一种储能与信息系统双层协同规划方法，包括：

构建包含上层模型和下层模型的双层协同规划模型，其中，上层模型用于优化物理层配电网储能系统的新建安装位置与容量，上层模型的目标函数为总经济费用f₁最小、通信网架不均衡度f₂最小和广义信息传输速度f₃最大，下层模型用于优化信息层通信网架拓扑的配置策略，下层模型的目标函数为通信网架不均衡度f₂最大和广义信息传输速度f₃最大；

构造双层协同规划模型的约束条件，约束条件包括配电网潮流约束，网架拓扑约束、储能出力约束、节点电压约束；