[发明专利]一种主动配电网双层规划DG优化配置方法

权利要求书

1.一种主动配电网双层规划DG优化配置方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、按季节和天气模拟场景，分析规划地区的往年气候资料，统计对应的场景天数；

步骤二、考虑分时电价以及不同负荷类型，建立主动配电网中的DG上层规划模型；

步骤三、考虑分布式发电机出力控制、有载调压变压器抽头调节和无功补偿的投切三种主动管理模式，建立主动配电网中的DG下层规划模型；

步骤四、根据配电网中负荷点的位置和容量，计算得到每个负荷点在各场景下的负荷时序数据；

步骤五、采用粒子群算法求解上层规划模型，确定最优DG位置和容量，计算得到DG在各场景下的出力时序数据，并将DG配置情况传递到下层模型；

步骤六、根据DG配置情况，采用原对偶内点法求解下层规划模型，得到DG有功出力切除量最小的潮流结果；

步骤七、将潮流结果返回上层，结合负荷和DG出力时序数据，计算主动配电网年投资收益，若投资收益与预期年投资收益的误差小于设定阈值，输出DG最优位置和容量，完成DG最优配置，否则转至步骤五继续优化DG位置和容量。

2.如权利要求1所述一种主动配电网双层规划DG优化配置方法，其特征在于，步骤一将场景用春晴、春阴、春雨、夏晴、夏阴、夏雨、秋晴、秋阴、秋雨、冬晴、冬阴、冬雨12个典型日来表示，根据往年气候资料，统计不同典型日在一年中所占的天数。

3.如权利要求1所述一种主动配电网双层规划DG优化配置方法，其特征在于，步骤二建立的主动配电网DG上层规划模型表示为：

目标函数：

max C_TOL＝C_S+C_E-C_B-C_I-C_OM-C_F-C_P

式中，C_TOL为主动配电网运营商年收益，C_S为售电收益，C_E为DG的环保补贴，C_B为运营商购电费用，C_I为DG投资费用等年值，C_OM为DG年运行维护费用，C_F为DG燃料成本，C_P为DG环境成本，各变量具体表示为：

式中，w_j为不同场景在一天的天数；c_1t和c_2t分别为居民和商业负荷在第t个时段的电价；E_1t和E_2t分别为居民和商业负荷在第t个时段从配电公司购买的总用电量；c_WG和c_PV分别为风力发电和光伏发电单位电量的环保补贴，元/(kW·h)；N_WG和N_PV分别为风机和光伏接入的节点集；c_B为从发电厂购电价格；E_PCC为从发电厂购买电量；c_Ii为安装在第i个节点DG单位投资费用，万元/MW；S_i为接入DG的容量，MW；N_DG为DG接入节点集；r为贴现率；n_y为DG的投资回收期；c_OMi为安装在第i处节点DG单位电量的运行维护费用，元/(kW·h)；E_i.t为第i个节点所接DG在t时段的发电量，kW·h；c_f为微型燃气轮机单位电量的燃料成本，元/(kW·h)；N_MT为微型燃气轮机安装节点的集合；k为污染物的种类，包括SO₂、NO_x和CO3类；V_ek为第k种污染物的环境价值，元/kg；V_k为第k种污染应交纳的罚款，元/kg；w_ik为微型燃气轮机每发单位电量的污染物排放水平，g/(kW·h)；

约束条件：

(1)DG安装容量约束

式中，S_WGi、S_PVi、S_MTi分别表示节点i接入的风机光伏和微型燃气轮机容量；S_WGimax、S_PVimax、S_MTimax为其对应的最大接入容量。

(2)DG总安装容量约束

式中，S_DGmax为总安装容量最大值，此值应不大于所有负荷的总和。

4.如权利要求1所述一种主动配电网双层规划DG优化配置方法，其特征在于，步骤三建立的主动配电网DG下层规划模型表示为：

目标函数：

式中，P_curi为第i处节点安装DG有功出力切除量；

约束条件：

(1)节点功率平衡约束

式中，P_Li为节点i的有功负荷；P_DGi为节点i的分布式电源有功注入；Q_Li为节点i的无功负荷；Q_DGi为节点i的分布式电源无功注入；Q_Ci为节点i的无功补偿注入；V为电压幅值；θ为电压相角；T为有载调压变压器抽头位置；

(2)节点电压约束

V_imin≤V_i≤V_imax

式中，V_i为节点i的电压；V_imin、V_imax分别为节点i所允许的最大电压值。

(3)支路潮流约束

S_j≤S_jmax

式中，S_j为通过支路j的视在功率；S_jmax为支路传输容量极限，通常取热稳定极限值；

(4)变压器抽头约束

T_kmin≤T_k≤T_kmax

式中，T_k为变压器k的抽头位置；T_kmin和T_kmax分别为变压器k的抽头最小、最大值；

(5)无功补偿装置约束

Q_Cimin≤Q_Ci≤Q_Cimax

式中，Q_Cimin、Q_Cimax为节点i无功补偿最小、最大值。

(6)分布式电源出力控制约束

P_Cimin≤P_Ci≤P_Cimax

式中，P_Cimin、P_Cimax分别为节点i的分布式电源有功输出最小、最大值。