适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法

本发明涉及低压配电网建设，具体而言，涉及一种适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法。

背景技术：

1、电网负荷水平的不断增长使得构建具有可靠供电能力的低压台区配电网面临巨大挑战。一方面，配电网中配电变压器负载、新能源消纳能力以及配电网末端电压均对低压配电网的供电能力具有重要影响，现有配电网规划方法却未充分考虑上述因素对低压配电网供电能力的影响。另一方面，配电网间的柔性互联能够有效提升单一配电网的供电能力，对于多主体规划运行问题，现有方法大多认为光储电站、直流充电站等设施均由电网公司投资运营，因而这些设施的规划运行问题可归为电网公司规划运行问题的一部分，如此可将多主体规划运行问题简化为电网公司的单主体规划运行问题。但随着第三方投资商参与光储电站、直流充电站等设施的投资运营，上述方法已难以适用。

2、近年来已有方法采用博弈的方法处理多主体规划运行问题，但考虑到电网公司对数据的隐私要求较高，实际中难以向第三方投资商提供相关数据，博弈双方的信息不对等导致实际操作中的公平性难以保证。

3、因此，开展充分考虑配电网供电能力提升以及隐私保护的低压配电网柔性互联规划具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：一种适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，包括如下步骤：

3、通过对当前低压配电网实际供电能力进行场景分析并进行分类建模，构建多规划主体之间的柔性互联规划模型；

4、针对柔性互联规划模型中的不确定变量构建不确定集；

5、基于所述不确定集，以参与各规划主体投资的投资商面向电网公司的购售电价作为柔性互联规划模型的第一阶段变量，以投资商参与投资的各规划主体运营策略作为柔性互联规划模型的第二阶段决策变量，将柔性互联规划模型转化为两阶段鲁棒优化模型；

6、对所述两阶段鲁棒优化模型进行求解，获得适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划结果。

7、根据一种优选实施方式，所述对当前低压配电网实际供电能力进行场景分析并进行分类建模是以各规划主体的效益最大化为目标，以各规划主体系统内部功率平衡为约束，包括对各规划主体参与购售电过程中的收益进行建模。

8、根据一种优选实施方式，利用电网规划模型、可再生能源发电机组规划模型以及直流负荷规划模型构建柔性互联规划模型；其中，

9、所述可再生能源发电机组规划模型表达式如下：

10、

11、上式中，表示光储联合电站中光伏及其配套储能带来的收益，表示独立储能带来的收益，表示光储联合电站中光伏及其配套储能的投资成本，表示独立储能的投资成本；

12、所述直流负荷规划模型表达式如下：

13、

14、上式中，表示直流充电站提供充电服务的收益，表示直流充电站的投资成本；

15、所述电网规划模型表达式如下：

16、

17、上式中，表示配置光储联合电站为电网公司带来的效益，表示配置直流充电站为电网公司带来的效益，cinvest表示电网公司的投资总成本，表示vsc组件向电网中注入或吸收无功功率的成本，表示进行柔性互联规划前后电网中网损变化量。

18、根据一种优选实施方式，所述不确定集由电网负荷不确定性、可再生能源发电机组出力不确定性以及直流负荷不确定性构成。

19、根据一种优选实施方式，采用盒式不确定集表征可再生能源发电机组出力、直流负荷的不确定性为：

20、

21、上式中，cpvss表示可再生能源发电机组的预期收益，σpv表示可再生能源发电机组的期望收益偏差系数；

22、

23、上式中，cdccs表示直流负荷的预期收益，αkv表示直流负荷的期望收益偏差系数。

24、根据一种优选实施方式，采用基于wasserstein距离的分布鲁棒不确定集表征电网负荷的不确定性为：

25、

26、x表示规划层决策变量，ps表示电网负荷的场景概率，ys表示运行层决策变量，ys表示运行层决策变量集合，表示场景s概率分布的正实数集合，ns表示场景集合，w(p0,p)表示电网负荷的场景概率基准集合p0与电网负荷的场景概率集合p间的wasserstein距离，ε表示场景概率基准集合，表示型号为i的vsc机组的投资数量，表示型号为i的低压配电网间联络线的0-1投资变量，表示t时刻vsc机组向电网中注入或吸收的实时无功功率，表示t时刻交流子网中线路ij上的有功功率，表示t时刻直流子网中线路ij上的有功功率，表示t时刻交流子网中线路ij处由vsc组件的交流端注入的功率。

27、根据一种优选实施方式，采用ccg算法求解所述两阶段鲁棒优化模型。

28、本发明实施例一种适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法的技术方案至少具有如下优点和有益效果：本发明所提供的低压配电网柔性互联规划方法可以有效解决配电变压器峰值负载率较高、新能源消纳能力低以及低压配电网末端节点的低电压等能力提升问题，且不存在各主体间的博弈过程，有效克服了博弈方法在实际中可操作性弱的缺陷；第三方运营商只需关注自身的规划运行而无须考虑其它运营商以及电网公司的规划运行过程，因而减少了相关数据的传递工作，进而有效提高了对隐私的保护。

技术特征：

1.适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1所述的适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，其特征在于，所述对当前低压配电网实际供电能力进行场景分析并进行分类建模是以各规划主体的效益最大化为目标，以各规划主体系统内部功率平衡为约束，包括对各规划主体参与购售电过程中的收益进行建模。

3.如权利要求2所述的适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，其特征在于，利用电网规划模型、可再生能源发电机组规划模型以及直流负荷规划模型构建柔性互联规划模型；其中，

4.如权利要求2所述的适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，其特征在于，所述不确定集由电网负荷不确定性、可再生能源发电机组出力不确定性以及直流负荷不确定性构成。

5.如权利要求4所述的适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，其特征在于，采用盒式不确定集表征可再生能源发电机组出力、直流负荷的不确定性为：

6.如权利要求5所述的适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，其特征在于，采用基于wasserstein距离的分布鲁棒不确定集表征电网负荷的不确定性为：

7.如权利要求1至6任一项所述的适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，其特征在于，采用ccg算法求解所述两阶段鲁棒优化模型。

技术总结
本发明涉及低压配电网建设技术领域，具体涉及一种适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划方法，步骤如下：通过对当前低压配电网实际供电能力进行场景分析并进行分类建模，构建适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划模型；针对柔性互联规划模型中的不确定变量构建不确定集；基于不确定集，将柔性互联规划模型转化为两阶段鲁棒优化模型；对两阶段鲁棒优化模型进行求解，获得适应多场景供电能力提升的低压配电网柔性互联规划结果。通过本发明规划后多场景低压配电网供电能力均得以有效提升且不存在各主体间的博弈过程。

技术研发人员：高红均,贺帅佳,朱建昆
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16