[发明专利]一种考虑负荷预测误差不确定性的配电网中压线路差异化规划方法

说明书

本发明将地区差异化划分的思想融入到配网规划之中，充分考虑负荷预测误差的不确定性分布，提出了一种面向低负荷密度地区10kV中压线路的差异化不确定性规划方法。首先在负荷预测误差概率特性模型的基础上，构建基于机会约束理论的中压线路规划数学模型，针对模型中的置信水平取值问题，先通过综合赋权方法对待规划地区配电网抗风险能力进行差异化分析，然后据此对不同抗风险能力的配电网选取相应的置信水平。相比于传统规划方法，本发明提出的方法不仅可以实现风险和成本的统筹协调，还充分考虑了低负荷密度地区不同配电台区发展的差异化特征，从而有效提升了配电网规划的精细化水平。基于实际算例的仿真结果验证了本发明所提方法的正确性和有效性。

技术领域

本发明中提出了一种融入了地区差异化划分的思想，并充分考虑负荷预测误差的不确定性分布的针对低负荷密度地区10kV中压线路的差异化不确定性规划方法对低负荷密度地区配电网进行线径规划，属于中压配电网规划技术领域。

背景技术

目前，我国配电网低电压问题严重，在负荷密度小于1MW/km²的农牧地区尤为突出。在低负荷密度区，供电距离过长、配电网设备陈旧是导致低电压问题的最主要原因，而进行配电网，尤其是配电网中压线路改造是解决低电压问题的重要手段。同时，相对于负荷密度较高的城市电网，低负荷密度地区具有一定的独特性，主要包括：供电区域广阔、负荷随机波动性大、且不同区域配电网抗风险能力存在显著差异。因此，亟需研究面向低负荷密度区的中压线路规划方法。

对于中压配网规划及线径选型问题，目前的研究仅通过确定性的负荷预测值来确定网架型号，采用的是确定性的规划方法，这种方法对负荷预测误差及其概率分布等不确定性因素缺乏精细化的度量。对于负荷随机波动性较大的低负荷密度地区而言，这种方法很难实现误差风险和经济成本的统筹协调，因而难免得出保守或冒进的规划方案。

基于不确定性理论的配电网规划方法，因其能够在规划过程中精确度量不确定性因素的概率分布，并提升规划方法的精细化水平而日益引起学术界的关注，而机会约束是其中具有代表性的方法之一。该方法使用置信区间的概率论思想把一些确定性约束条件转化为满足一定概率条件的风险约束，用约束条件成立的概率来表示和量度风险，实现决策方案中风险与经济的统筹协调。机会约束规划方法虽然成功将机会约束理论应用于部分配电网规划问题，但是一方面都集中于研究分布式电源的选址定容及发电机组的能量调度问题，在配电网中压线路的线径选型问题中应用较少；另一方面，规划模型中的置信度水平往往统一取值，并未考虑区域发展水平的差异。而有研究表明，在供电范围广袤的低负荷密度地区，由于不同村镇的经济水平、负荷结构差异巨大，配电网对于各类风险的承受能力也是有所差别的。

发明内容

本发明是为了解决在低负荷密度地区，配电网低电压问题严重的技术问题，而且现有技术很难实现误差风险和经济成本的统筹协调，因而难免得出保守或冒进的规划方案的技术问题。

本发明采取的技术方案为：

一种考虑负荷预测误差不确定性的配电网中压线路差异化规划方法，包括以下步骤：

步骤1：基于机会约束理论的配电网中压线路规划模型；

步骤2：不同供电区域配电网差异化置信水平的取值；

步骤3：低负荷密度区不同供电区域的抗风险能力的差异化评估；

通过上述步骤，完成考虑负荷预测误差不确定性的配电网中压线路差异化规划。

在步骤1)中包括以下步骤：

1)选型目标函数的建立；在保证配电网中压网架满足输送容量和末端电压要求的前提下，使其待规划区域的线径选型成本最小，建立目标函数

2)配电网中压网架线径规划模型的约束条件；假设电源侧容量配置足够，因而线路规划时约束条件仅需考虑线路的输送容量和末端电压是否满足要求；