主动配电网规划及运行联合优化方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电网技术领域，特别设及一种主动配电网规划及运行联合优化方法。
【背景技术】
[0002] 配电网扩展规划是电力系统规划的一个重要研究领域。近年来，在2006年 由CIGRE提出的ADN(ActiveDistributionNetwork,主动配电网）概念成为了众多 电力规划领域学者的关注重点。ADN的一个重要特点是集成控制系统对于多种形式的 DER(DistributedElnergyResources,分布式能源）进行控制，例如DG值istributed Generation,分布式发电）、化（Controll油leLoad,可控负荷）和ESS巧nergyStorage System,储能系统）。显而易见，DER的集成会对传统配电网扩展规划产生很大的影响。
[0003] 传统的配电网规划主要可划分为；变电站规划、网架规划、变电站-网架联合规 划、多阶段规划模型。其中，部分学者研究了含有DG的配电网规划的问题。
[0004] 除DG夕F，ESS的集成也是一个重要的议题。例如相关文献中研究的一个含有分 布式风电及日负荷曲线的地区配电网当中的变电站扩容规划问题，由ESS带来的延缓变电 站扩容的益处得到了充分的体现，但是变电站扩容规划显然仅是配电网规划问题的一个子 集。例如相关文献中一个计及线损和ESS作用的输电网规划问题，但是配电网规划与输电 网规划显然有众多不同之处。例如相关文献中提出了一种含DG和ESS的联合选址定容规划 方法，但是其中并未考虑ESS的日前经济调度。例如CIGRE技术委员会的成员提出的几种 ADN规划问题的方法和相关文献中提出并验证的一种新型中压配电网规划方法和相应的计 算软件工具，采用动态规划技术，但是其中并未探讨可变电价的作用。
[000引值得注意的是，在LMP(LocationMarginalPrice,节点边际电价）市场影响下的ESS经济调度问题在上述文献所提及的规划方法中并未考虑，而ESS的日前经济调度问题 实际上从属于电力市场和调度的研究领域，而非配电网规划领域。例如相关文献中探讨的 集中式ESS和分布式ESS条件下的日前经济调度问题，其中，分布式ESS假设为负荷节点处 自主管理，根据LMP曲线最大化自身利益。然而，上述文献主要研究解决的是电力市场的分 层体制及集中式ESS、分布式ESS的应用对比，并不设及配电网规划的相关问题。
【发明内容】
[0006] 本发明旨在至少在一定程度上解决上述相关技术中的技术问题之一。
[0007] 为此，本发明的目的在于提出一种主动配电网规划及运行联合优化方法，该优化 方法能提高电网中储能系统、线路的资产利用率，并且简单方便。
[000引为达到上述目的，本发明实施例提出了一种主动配电网规划及运行联合优化方 法，包括W下步骤；根据备选规划方案列出决策变量；根据规划目标和所述决策变量列出 目标函数，所述目标函数含有规划期投资建设成本、运行维护成本、交易电能的成本和供电 可靠性指标；分别列出规划约束项和运行约束项，其中，所述规划约束项包括功率平衡与变 电站出力约束、节点电压计算及约束、线路传输功率约束、建设逻辑约束和网络拓扑结构约 束，所述运行约束项包括：新增网络拓扑结构约束和储能的规划及运行约束；根据所述目 标函数、所述决策变量、所述规划约束项和所述运行约束项生成主动配电网规划及运行联 合优化模型；对所述优化模型进行计算，W得到最优决策。
[0009] 根据本发明实施例提出的主动配电网规划及运行联合优化方法，通过列出目标函 数、决策变量、规划约束项和运行约束项，从而生成动配电网规划及运行联合优化模型，W 得到最优决策，通过优化模型对决策变量进行优化，充分考虑了主动配电网长期的投资成 本和短期的运行经济性，最大程度上提高电网中储能系统、线路的资产利用率。
[0010] 另外，根据本发明上述实施例的主动配电网规划及运行联合优化方法还可W具有 如下附加的技术特征：
[0011] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述新增网络拓扑结构约束包括环状供电 结构消除约束和变电站相连消除约束。
[0012] 进一步地，在本发明的一个实施例中，所述目标函数为：
[001 引
【主权项】
1. 一种主动配电网规划及运行联合优化方法，其特征在于，包括以下步骤： 根据备选规划方案列出决策变量； 根据规划目标和所述决策变量列出目标函数，所述目标函数含有规划期投资建设成 本、运行维护成本、交易电能的成本和供电可靠性指标； 分别列出规划约束项和运行约束项，其中，所述规划约束项包括功率平衡与变电站出 力约束、节点电压计算及约束、线路传输功率约束、建设逻辑约束和网络拓扑结构约束，所 述运行约束项包括：新增网络拓扑结构约束和储能的规划及运行约束； 根据所述目标函数、所述决策变量、所述规划约束项和所述运行约束项生成主动配电 网规划及运行联合优化模型；以及 对所述优化模型进行计算，以得到最优决策。
2. 根据权利要求1所述的主动配电网规划及运行联合优化方法，其特征在于，所述新 增网络拓扑结构约束包括环状供电结构消除约束和变电站相连消除约束。
3. 根据权利要求1所述的主动配电网规划及运行联合优化方法，其特征在于，所述目 标函数为：
其中，CINVt为所述规划期投资建设成本、CM t为所述运行维护成本、CPT t为所述交易电 能的成本、VOLL为所述供电可靠性指标、i为利息贴现率，t为规划期的下标，r为断供负荷 量。
4. 根据权利要求3所述的主动配电网规划及运行联合优化方法，其特征在于，所述主 动配电网规划及运行联合优化模型通过自行编程建模进行计算。
5. 根据权利要求3所述的主动配电网规划及运行联合优化方法，其特征在于，所述主 动配电网规划及运行联合优化模型通过数学规划建模工具包进行建模，并利用优化软件进 行计算。
【专利摘要】本发明公开了一种主动配电网规划及运行联合优化方法，包括以下步骤：根据备选规划方案列出决策变量；根据规划目标列出目标函数，含有规划期投资建设成本、运行维护成本、交易电能的成本和供电可靠性指标；列出规划约束项；列出运行约束项；根据目标函数与约束条件生成主动配电网规划及运行联合优化模型；对优化模型进行计算，以得到最优决策。该优化方法通过主动配电网规划及运行联合优化模型对决策变量进行优化，从而确定含储能的配电网的最优建设方案，提高电网中储能系统、线路的资产利用率。
【IPC分类】G06Q50-06, G06Q10-04
【公开号】CN104866924
【申请号】CN201510276392
【发明人】沈欣炜, 朱守真, 郑竞宏, 李庆生
【申请人】清华大学, 贵州电网公司电网规划研究中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月26日