主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 配電網(wǎng)擴展規(guī)劃是電力系統(tǒng)規(guī)劃的一個重要研究領(lǐng)域。近年來，在2006年 由CIGRE提出的ADN(ActiveDistributionNetwork,主動配電網(wǎng)）概念成為了眾多 電力規(guī)劃領(lǐng)域?qū)W者的關(guān)注重點。ADN的一個重要特點是集成控制系統(tǒng)對于多種形式的 DER(DistributedElnergyResources,分布式能源）進(jìn)行控制，例如DG值istributed Generation,分布式發(fā)電）、化（Controll油leLoad,可控負(fù)荷）和ESS巧nergyStorage System,儲能系統(tǒng)）。顯而易見，DER的集成會對傳統(tǒng)配電網(wǎng)擴展規(guī)劃產(chǎn)生很大的影響。
[0003] 傳統(tǒng)的配電網(wǎng)規(guī)劃主要可劃分為；變電站規(guī)劃、網(wǎng)架規(guī)劃、變電站-網(wǎng)架聯(lián)合規(guī) 劃、多階段規(guī)劃模型。其中，部分學(xué)者研究了含有DG的配電網(wǎng)規(guī)劃的問題。
[0004] 除DG夕F，ESS的集成也是一個重要的議題。例如相關(guān)文獻(xiàn)中研究的一個含有分 布式風(fēng)電及日負(fù)荷曲線的地區(qū)配電網(wǎng)當(dāng)中的變電站擴容規(guī)劃問題，由ESS帶來的延緩變電 站擴容的益處得到了充分的體現(xiàn)，但是變電站擴容規(guī)劃顯然僅是配電網(wǎng)規(guī)劃問題的一個子 集。例如相關(guān)文獻(xiàn)中一個計及線損和ESS作用的輸電網(wǎng)規(guī)劃問題，但是配電網(wǎng)規(guī)劃與輸電 網(wǎng)規(guī)劃顯然有眾多不同之處。例如相關(guān)文獻(xiàn)中提出了一種含DG和ESS的聯(lián)合選址定容規(guī)劃 方法，但是其中并未考慮ESS的日前經(jīng)濟調(diào)度。例如CIGRE技術(shù)委員會的成員提出的幾種 ADN規(guī)劃問題的方法和相關(guān)文獻(xiàn)中提出并驗證的一種新型中壓配電網(wǎng)規(guī)劃方法和相應(yīng)的計 算軟件工具，采用動態(tài)規(guī)劃技術(shù)，但是其中并未探討可變電價的作用。
[000引值得注意的是，在LMP(LocationMarginalPrice,節(jié)點邊際電價）市場影響下的ESS經(jīng)濟調(diào)度問題在上述文獻(xiàn)所提及的規(guī)劃方法中并未考慮，而ESS的日前經(jīng)濟調(diào)度問題 實際上從屬于電力市場和調(diào)度的研究領(lǐng)域，而非配電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域。例如相關(guān)文獻(xiàn)中探討的 集中式ESS和分布式ESS條件下的日前經(jīng)濟調(diào)度問題，其中，分布式ESS假設(shè)為負(fù)荷節(jié)點處 自主管理，根據(jù)LMP曲線最大化自身利益。然而，上述文獻(xiàn)主要研究解決的是電力市場的分 層體制及集中式ESS、分布式ESS的應(yīng)用對比，并不設(shè)及配電網(wǎng)規(guī)劃的相關(guān)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。
[0007] 為此，本發(fā)明的目的在于提出一種主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，該優(yōu)化 方法能提高電網(wǎng)中儲能系統(tǒng)、線路的資產(chǎn)利用率，并且簡單方便。
[000引為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實施例提出了一種主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方 法，包括W下步驟；根據(jù)備選規(guī)劃方案列出決策變量；根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)和所述決策變量列出 目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)含有規(guī)劃期投資建設(shè)成本、運行維護(hù)成本、交易電能的成本和供電 可靠性指標(biāo)；分別列出規(guī)劃約束項和運行約束項，其中，所述規(guī)劃約束項包括功率平衡與變 電站出力約束、節(jié)點電壓計算及約束、線路傳輸功率約束、建設(shè)邏輯約束和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約 束，所述運行約束項包括：新增網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約束和儲能的規(guī)劃及運行約束；根據(jù)所述目 標(biāo)函數(shù)、所述決策變量、所述規(guī)劃約束項和所述運行約束項生成主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián) 合優(yōu)化模型；對所述優(yōu)化模型進(jìn)行計算，W得到最優(yōu)決策。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明實施例提出的主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，通過列出目標(biāo)函 數(shù)、決策變量、規(guī)劃約束項和運行約束項，從而生成動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化模型，W 得到最優(yōu)決策，通過優(yōu)化模型對決策變量進(jìn)行優(yōu)化，充分考慮了主動配電網(wǎng)長期的投資成 本和短期的運行經(jīng)濟性，最大程度上提高電網(wǎng)中儲能系統(tǒng)、線路的資產(chǎn)利用率。
[0010] 另外，根據(jù)本發(fā)明上述實施例的主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法還可W具有 如下附加的技術(shù)特征：
[0011] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述新增網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約束包括環(huán)狀供電 結(jié)構(gòu)消除約束和變電站相連消除約束。
[0012] 進(jìn)一步地，在本發(fā)明的一個實施例中，所述目標(biāo)函數(shù)為：
[001 引
【主權(quán)項】
1. 一種主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟： 根據(jù)備選規(guī)劃方案列出決策變量； 根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)和所述決策變量列出目標(biāo)函數(shù)，所述目標(biāo)函數(shù)含有規(guī)劃期投資建設(shè)成 本、運行維護(hù)成本、交易電能的成本和供電可靠性指標(biāo)； 分別列出規(guī)劃約束項和運行約束項，其中，所述規(guī)劃約束項包括功率平衡與變電站出 力約束、節(jié)點電壓計算及約束、線路傳輸功率約束、建設(shè)邏輯約束和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約束，所 述運行約束項包括：新增網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約束和儲能的規(guī)劃及運行約束； 根據(jù)所述目標(biāo)函數(shù)、所述決策變量、所述規(guī)劃約束項和所述運行約束項生成主動配電 網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化模型；以及 對所述優(yōu)化模型進(jìn)行計算，以得到最優(yōu)決策。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，所述新 增網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)約束包括環(huán)狀供電結(jié)構(gòu)消除約束和變電站相連消除約束。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，所述目 標(biāo)函數(shù)為：
其中，CINVt為所述規(guī)劃期投資建設(shè)成本、CM t為所述運行維護(hù)成本、CPT t為所述交易電 能的成本、VOLL為所述供電可靠性指標(biāo)、i為利息貼現(xiàn)率，t為規(guī)劃期的下標(biāo)，r為斷供負(fù)荷 量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，所述主 動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化模型通過自行編程建模進(jìn)行計算。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，其特征在于，所述主 動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化模型通過數(shù)學(xué)規(guī)劃建模工具包進(jìn)行建模，并利用優(yōu)化軟件進(jìn) 行計算。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化方法，包括以下步驟：根據(jù)備選規(guī)劃方案列出決策變量；根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)列出目標(biāo)函數(shù)，含有規(guī)劃期投資建設(shè)成本、運行維護(hù)成本、交易電能的成本和供電可靠性指標(biāo)；列出規(guī)劃約束項；列出運行約束項；根據(jù)目標(biāo)函數(shù)與約束條件生成主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化模型；對優(yōu)化模型進(jìn)行計算，以得到最優(yōu)決策。該優(yōu)化方法通過主動配電網(wǎng)規(guī)劃及運行聯(lián)合優(yōu)化模型對決策變量進(jìn)行優(yōu)化，從而確定含儲能的配電網(wǎng)的最優(yōu)建設(shè)方案，提高電網(wǎng)中儲能系統(tǒng)、線路的資產(chǎn)利用率。
【IPC分類】G06Q50-06, G06Q10-04
【公開號】CN104866924
【申請?zhí)枴緾N201510276392
【發(fā)明人】沈欣煒, 朱守真, 鄭競宏, 李慶生
【申請人】清華大學(xué), 貴州電網(wǎng)公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月26日