一种有源配电网的规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种有源配电网的规划方法及装置。所述规划方法包括：以综合经济费用最小为目标、以表征系统网络拓扑结构以及馈线线型的第一向量为控制变量，建立有源配电网的网架规划模型；以DG与有源配电网网架之间的“潮流-电压-网损”综合协调度改善程度最优为目标、以表征系统中DG的安装位置以及在该安装位置的配置台数的第二向量为控制变量，建立有源配电网的DG配置模型；采用预定算法对网架规划模型和DG配置模型进行迭代求解，得到第一向量和第二向量的最优解，并将该最优解作为有源配电网的规划方案。本发明专利技术从分布式电源和网架结构整体协调规划的角度出发，使配电网在总体上具有良好经济性的同时，实现DG与电网发展的最优协调。

【技术实现步骤摘要】
一种有源配电网的规划方法及装置
本专利技术涉及电力系统优化规划
，具体涉及一种有源配电网的规划方法及装置。
技术介绍
在当前电力负荷持续增长、传统能源缺口增大和环境污染日益严重的背景下，电力工业面临巨大压力。分布式电源(distributedgeneration，DG)凭借其运行方式灵活、能量来源多样以及环境友好等优点正受到越来越多的关注。随着各类DG的大规模接入，配电系统将由传统的无源网络逐步演变为有源配电网(Activedistributionnetwork，ADN)，其功率分布、电压水平、短路容量等系统原有电气特性都将发生显著改变。若DG接入的位置或容量不合理，将会对配电系统运行的安全性(如线路过载)、经济性(如网损成本增加)及电能质量(如电压越限)等带来显著的负面影响。因此，为适应上述形势下DG规模化接入的要求，配电网在规划设计阶段就必须计及分布式电源的集成问题，并细致地考虑DG并网对系统运行的影响。总体来看，ADN规划主要包括2方面的基本内容，一是DG在电网中的最优配置；二是电网网架的规划设计。针对上述问题，在绝大多数现有研究中，所采用的基本方法是对DG及电网网架进行独立性或序贯性优化。所谓独立性优化，是指假设在网架结构一方面信息给定的情况下，基于相关优化方法确定DG在电网中的最优安装时间、位置及容量等另一方面的规划建设方案；或者，是指假设在DG待选安装位置及容量一方面信息给定的情况下，基于相关优化方法确定电网的网架结构、馈线线型、扩容建设时间等另一方面的规划建设方案。所谓序贯性优化，是指按照“先网架、后DG”的“二阶段原则”分别实施电网网架规划及DG配置规划，DG的优化配置需要在第一阶段所构建出电网网架的基础上实施。然而，在实际工程应用中，上述规划方法存在着以下缺陷：1)无论独立性或序贯性优化，均从本质上人为割裂了DG与电网网架之间的天然内在联系并忽略了一方规划决策对另一方规划方案最优性的交互影响，因此最终规划方案很难保证具有全局最优性(即实现规划者所追求的系统整体在特定方面目标的最优)。2)目前已有模型大多缺乏对DG配置与电网规划之间协调性的考量，由于在目标函数的设置方面未能定量表征DG规模化并网对电网运行各类电气参数的影响，因此与DG并网之前的原无源配电网相比，所得到的最终规划方案存在着系统安全性与经济性“不升反降”的风险(具体可表现为网损增加、电压质量下降、线路过载等)。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的有源配电网的规划方法及装置。根据本专利技术的一个方面，提供了一种有源配电网的规划方法，包括“以综合经济费用最小为目标、以表征系统网络拓扑结构以及馈线线型的第一向量为控制变量，建立有源配电网的网架规划模型；以分布式电源DG与有源配电网网架之间的“潮流-电压-网损”综合协调度改善程度最优为目标、以表征系统中DG的安装位置以及在该安装位置的配置台数的第二向量为控制变量，建立有源配电网的DG配置模型；以及采用预定算法对网架规划模型和DG配置模型进行迭代求解，得到第一向量和第二向量的最优解，并将该最优解作为有源配电网的规划方案。上述的规划方法，其中，所述网架规划模型的目标函数为：minCtotal＝CF·line+COM·line+Closs+Cen+CF·DG+COM·DG-CH·DG，其中Ctotal为年综合经济费用；CF·line为线路投资费用年值；COM·line为线路年运行维护费用；Closs为系统预期年网损成本；Cen为向上级电网的预期年购电费用；CF·DG为DG投资费用年值；COM·DG为DG年运行维护费用；CH·DG为政府鼓励DG发电而给予的政策性补贴。上述的规划方法，其中，所述网架规划模型的约束条件包括如下的一个或多个：可靠性约束和辐射状连通性网络约束。上述的规划方法，其中，所述DG配置模型的目标函数为：maxK＝max(δIKI+δUKU+δΔPKΔP)，其中KI为衡量系统潮流协调度改善程度的指标值；KU为衡量系统电压协调度改善程度的指标值；KΔP为衡量系统网损协调度改善程度的指标值；δI、δU、δΔP为以上各指标的权重系数，满足δI+δU+δΔP＝1。上述的规划方法，其中，KI的计算公式为：其中HL,0、HL分别为DG安装前后的系统内潮流协调度指标值；潮流协调度HL的计算公式为：其中NL为系统中的线路数；Li为线路i的期望负载率，Lavg为系统中所有线路的平均期望负载率。上述的规划方法，其中，KU的计算公式为：其中HU,0、HU分别为DG安装前后的系统内电压协调度指标值；电压协调度HU的计算公式为：其中NU为系统中的节点个数，Uj为节点j的期望电压，为系统的额定电压。上述的规划方法，其中，KΔP计算公式为：其中PLOSS,0、PLOSS分别为DG安装前后系统内网损协调度指标值；网损协调度PLOSS的计算公式为：其中Δpi为系统中线路i的期望网损值，NL为系统中的线路数。上述的规划方法，其中，所述DG配置模型的约束条件包括如下的一个或多个：系统功率平衡约束、DG总安装容量约束、待选节点DG安装容量约束、节点电压幅值约束和线路载流量约束。上述的规划方法，其中，所述预定算法为遗传算法，分别采用网架规划模型的目标函数值与DG配置模型的目标函数值作为遗传算法的适应度函数值根据本专利技术的另一方面，提供了一种有源配电网的规划装置，包括：网架规划模型建立单元，适于以综合经济费用最小为目标、以表征系统网络拓扑结构以及馈线线型的第一向量为控制变量，建立有源配电网的网架规划模型；DG配置模型建立单元，适于以分布式电源DG与有源配电网网架之间的“潮流-电压-网损”综合协调度改善程度最优为目标、以表征系统中DG的安装位置以及在该安装位置的配置台数的第二向量为控制变量，建立有源配电网的DG配置模型；以及模型求解单元，适于采用预定算法对网架规划模型和DG配置模型进行迭代求解，得到第一向量和第二向量的最优解，并将该最优解作为有源配电网的规划方案。上述的规划装置，其中，所述网架规划模型的目标函数为：minCtotal＝CF·line+COM·line+Closs+Cen+CF·DG+COM·DG-CH·DG，其中Ctotal为年综合经济费用；CF·line为线路投资费用年值；COM·line为线路年运行维护费用；Closs为系统预期年网损成本；Cen为向上级电网的预期年购电费用；CF·DG为DG投资费用年值；COM·DG为DG年运行维护费用；CH·DG为政府鼓励DG发电而给予的政策性补贴。上述的规划装置，其中，所述网架规划模型的约束条件包括如下的一个或多个：可靠性约束和辐射状连通性网络约束。上述的规划装置，其中，所述DG配置模型的目标函数为：maxK＝max(δIKI+δUKU+δΔPKΔP)，其中KI为衡量系统潮流协调度改善程度的指标值；KU为衡量系统电压协调度改善程度的指标值；KΔP为衡量系统网损协调度改善程度的指标值；δI、δU、δΔP为以上各指标的权重系数，满足δI+δU+δΔP＝1。上述的规划装置，其中，KI的计算公式为：其中HL,0、HL分别为DG安装前后的系统内潮流协调度指标值；潮流协调度HL的计算公式为：其中NL为系统中的线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源配电网的规划方法，包括：以综合经济费用最小为目标、以表征系统网络拓扑结构以及馈线线型的第一向量为控制变量，建立有源配电网的网架规划模型；以分布式电源DG与有源配电网网架之间的“潮流‑电压‑网损”综合协调度改善程度最优为目标、以表征系统中DG的安装位置以及在该安装位置的配置台数的第二向量为控制变量，建立有源配电网的DG配置模型；以及采用预定算法对网架规划模型和DG配置模型进行迭代求解，得到第一向量和第二向量的最优解，并将该最优解作为有源配电网的规划方案。

【技术特征摘要】
2014.09.15 CN 201410469804.61.一种有源配电网的规划方法，包括：以综合经济费用最小为目标、以表征系统网络拓扑结构以及馈线线型的第一向量为控制变量，建立有源配电网的网架规划模型；以分布式电源DG与有源配电网网架之间的“潮流-电压-网损”综合协调度改善程度最优为目标、以表征系统中DG的安装位置以及在该安装位置的配置台数的第二向量为控制变量，建立有源配电网的DG配置模型；以及采用预定算法对网架规划模型和DG配置模型进行迭代求解，得到第一向量和第二向量的最优解，并将该最优解作为有源配电网的规划方案；其中，所述DG配置模型的目标函数为：maxK＝max(δIKI+δUKU+δΔPKΔP)，其中K为DG与电网之间的“潮流-电压-网损”综合协调度改善程度，KI为衡量系统潮流协调度改善程度的指标值；KU为衡量系统电压协调度改善程度的指标值；KΔP为衡量系统网损协调度改善程度的指标值；δI、δU、δΔP为以上各指标的权重系数，满足δI+δU+δΔP＝1。2.如权利要求1所述的规划方法，其中，所述网架规划模型的目标函数为：minCtotal＝CF·line+COM·line+Closs+Cen+CF·DG+COM·DG-CH·DG，其中Ctotal为年综合经济费用；CF·line为线路投资费用年值；COM·line为线路年运行维护费用；Closs为系统预期年网损成本；Cen为向上级电网的预期年购电费用；CF·DG为DG投资费用年值；COM·DG为DG年运行维护费用；CH·DG为政府鼓励DG发电而给予的政策性补贴。3.如权利要求2所述的规划方法，其中，所述网架规划模型的约束条件包括如下的一个或多个：可靠性约束和辐射状连通性网络约束。4.如权利要求1所述的规划方法，其中，KI的计算公式为：其中HL,0、HL分别为DG安装前后的系统内潮流协调度指标值；潮流协调度HL的计算公式为：其中NL为系统中的线路数；Li为线路i的期望负载率，Lavg为系统中所有线路的平均期望负载率。5.如权利要求1所述的规划方法，其中，KU的计算公式为：其中HU,0、HU分别为DG安装前后的系统内电压协调度指标值；电压协调度HU的计算公式为：其中NU为系统中的节点个数，Uj为节点j的期望电压，为系统的额定电压。6.如权利要求1所述的规划方法，其中，KΔP计算公式为：其中PLOSS,0、PLOSS分别为DG安装前后系统内网损协调度指标值；网损协调度PLOSS的计算公式为：其中Δpi为系统中线路i的期望网损值，NL为系统中的线路数。7.如权利要求1所述的规划方法，其中，所述DG配置模型的约束条件包括如下的一个或多个：系统功率平衡约束、DG总安装容量约束、待选节点DG安装容量约束、节点电压幅值约束和线路载流量约束。8.如权利要求1所述的规划方法，其中，所述预定算法为遗传算法，分别采用网架规划模型的目标函数值与DG配置模型的目标函数值作为遗传算法的...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾博，张建华，欧阳邵杰，孙钒，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：北京;11