一种基于混合整数二阶锥模型的台区-微网可靠性协同规划方法技术

本发明专利技术涉及一种基于混合整数二阶锥模型的台区

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合整数二阶锥模型的台区
‑
微网可靠性协同规划方法


[0001]本专利技术涉及一种基于混合整数二阶锥模型的台区
‑
微网可靠性协同规划方法，属于含有微网的配电台区网络规划


技术介绍

[0002]考虑新能源并网的配电台区规划存在多种方式，按照对新能源的组织管理模式，可分为主动配电网管理模式，虚拟电厂管理模式以及微网管理模式。目前，现有技术还缺少以台区为基本主干网架，将源
‑
荷
‑
储组织为台区并网型微网，并同时考虑台区
‑
微网运行可靠性的协同规划方法。目前考虑新能源的配电网规划方法，大多将新能源建模为不可调机组或净负荷，再沿用传统的配网规划方法，确定最优的网架布局。现有规划方法主要的技术缺点有两个，一是因缺少对于新能源控制方式以及负荷互动能力的考虑，导致规划方案难以适应高比例新能源配电台区并网的运行调度管理需求，存在新能源利用效率不高，弃风弃光严重的隐患。二是传统规划方法对于系统可靠性的计算，是基于特定的故障集，如N
‑
1，由于微网存在较多的线路分支，导致N
‑
1故障集过于庞大，计算耗时严重。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是提供一种基于混合整数二阶锥模型的台区
‑
微网可靠性协同规划方法，面向新能源和负荷的微网组织管理模式，建立了微网节点的功率等效模型，并基于该混合整数二阶锥模型进行台区
‑
微网可靠性协同规划，解决背景技术中存在的上述问题。
[0004]本专利技术的技术方案是：一种基于混合整数二阶锥模型的台区
‑
微网可靠性协同规划方法，将台区中的任意微网视为台区的一个特殊节点，建立其等效的节点功率模型；微网离网运行模式下，假设可调的后备电源足够稳定和充裕，微网不存在负荷损失的情形，此时节点功率P1＝0，并网运行模式下，P2＝S+W
‑
L，其中S、W和L分别为微网内光伏、风能以及负荷功率的年均值；设微网的年均离、并网运行时间分别为t1和t2，则微网节点的等效功率定义为
[0005][0006]根据上述公式(1)求取S、W和L值，通过模型运算，得到优化的可靠性协同规划方案。
[0007]基于上述微网等效模型，将台区
‑
微网可靠性协同规划建模为混合整数二阶锥问题，设立目标函数如下：
[0008][0009]其中，为0
‑
1变量，取“1”代表节点i和节点j之间存在线路，反之，取“0”，C
i,j
为线路(i,j)的单位长度建设成本，L
i,j
为线路(i,j)的总长，N为系统总的节点数，loss
i,j
是线
路(i,j)的综合损耗，包括常态运行和预想故障模式下的总损耗；ΔL为常态运行时负荷削减量，R
E
代表预想故障集下的系统期望缺供电量；为了阐述方便，以下将系统中的节点分为两类：不构成联络关系的节点称之为台区内部节点，反之，则称为边界节点；对于式(2)的寻优，需要满足如下约束；
[0010]首先，系统中的每个节点的性质以及与各个台区的归属关系应该唯一，即：
[0011][0012]其中，表示节点i是第k个台区的边界节点，表示节点i是第k个台区的内节点，表示节点i是第k个台区的一个节点，N
F
为系统待规划的台区数量。此外，任意节点在一种给定的运行方式下能且仅能隶属一个台区，因此，
[0013][0014][0015]考虑到台区的主要供电电源为变压器，主变节点应分属不同的台区，且每个台区有且仅配一台主变作为主电源，即
[0016][0017][0018]其中，N
SR
和N
F
分别代表变压器和台区的数量；设定，N
SR
＝N
F
；
[0019]不同台区之间将选定边界节点进行联络转供，而台区之间的内部节点不应再增设联络线，因此，且i≠j
[0020][0021][0022][0023][0024]用表示节点i和节点j之间线路的在第k个台区的运行状态，取值应受到节点之间线路规划结果的限制，即
[0025][0026]同时，每条运行中的线路只能属于一个台区，
[0027][0028]任意两个节点之间至多规划一条线路，即
[0029][0030]按照配网的规划习惯，馈线根节点一般不应存在分支线路，即
[0031][0032]为了保证台区负载均衡，应保证每个台区供电的节点数量大致相等，
[0033][0034]台区正常运行时，应保持辐射网，因此，需要满足
[0035]线路在线条数：
[0036]连通性：(18)仅为辐射运行的必要条件，加上目标函数(2)中设置了常态运行切负荷ΔL最小化以及各个节点功率需求不为零的两项附加条件，即可构成辐射运行的充要条件；
[0037]潮流约束如下，
[0038][0039][0040][0041][0042][0043][0044][0045][0046][0047][0048][0049][0050][0051]对于R0的量化表达式，首先，将公式(3)～(31)所定义的约束集合看成是以e
i,j
作为已知条件的函数映射，记为其中，Δl
p
代表由节点有功负荷切除量构成的向量，I代表各条支路潮流构成的向量，代表除Δl
p
和I外的其它决策变量构成的向量集合；定义约束条件：
[0052][0053][0054][0055][0056]其中，I
i,j
、分别代表给定条件下，节点有功负荷切除量构成的向量、各条支路潮流构成的向量以及其它变量，R和λ分别表示线路电阻和故障率组成的向量，为向量内积操作符，
⊙
为哈达玛积(Hadamard product)操作符。
[0057]对于公式(2)
‑
所描述的模型，可以通过适当的变量代换转化为基于混合整数二阶锥模型的台区
‑
微网可靠性协同规划方法。
[0058]本专利技术的有益效果是：面向新能源和负荷的微网组织管理模式，建立了微网节点的功率等效模型，并基于该混合整数二阶锥模型进行台区
‑
微网可靠性协同规划，弥补了现有技术对于考虑微网的台区规划方法的不足。
附图说明
[0059]图1为本专利技术的框图；
[0060]图2为本专利技术实施例规划结果示意图。
具体实施方式
[0061]下面结合附图与实施例对本专利技术技术方案作进一步详细的说明，这是本专利技术的较佳实施例。应当理解，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；
需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于混合整数二阶锥模型的台区
‑
微网可靠性协同规划方法，其特征在于：将台区中的任意微网视为台区的一个特殊节点，建立其等效的节点功率模型；微网离网运行模式下，假设可调的后备电源足够稳定和充裕，微网不存在负荷损失的情形，此时节点功率P1＝0，并网运行模式下，P2＝S+W
‑
L，其中S、W和L分别为微网内光伏、风能以及负荷功率的年均值；设微网的年均离、并网运行时间分别为t1和t2，则微网节点的等效功率定义为根据上述公式(1)求取S、W和L值，通过模型运算，得到优化的可靠性协同规划方案。2.根据权利要求1所述的一种基于混合整数二阶锥模型的台区
‑
微网可靠性协同规划方法，其特征在于：基于上述微网等效模型，将台区
‑
微网可靠性协同规划建模为混合整数二阶锥问题，设立目标函数如下：其中，为0
‑
1变量，取1代表节点i和节点j之间存在线路，反之，取0，C
i,j
为线路(i,j)的单位长度建设成本，L
i,j
为线路(i,j)的总长，N为系统总的节点数，loss
i,j
是线路(i,j)的综合损耗，包括常态运行和预想故障模式下的总损耗；ΔL为常态运行时负荷削减量，R
E
代表预想故障集下的系统期望缺供电量；为了阐述方便，以下将系统中的节点分为两类：不构成联络关系的节点称之为台区内部节点，反之，则称为边界节点；对于式(2)的寻优，需要满足如下约束；首先，系统中的每个节点的性质以及与各个台区的归属关系应该唯一，即：其中，表示节点i是第k个台区的边界节点，表示节点i是第k个台区的内节点，表示节点i是第k个台区的一个节点，N
F
为系统待规划的台区数量。此外，任意...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵峰，孙超，苗友忠，周洁，赵一男，李顺昕，董少峤，赵轩，云飞，袁天梦，张乃夫，穆亮，周鑫，李艳琼，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：