[发明专利]一种基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法

权利要求书

1.一种基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法，其特征在于，以构建的微电网系统的典型拓扑数据集为基础，分两个阶段进行建模和求解，为园区微电网提供初始网络及微源布局的工程方案，作为园区微电网的接线设计与设备布局初始参考；

第一阶段用于提供微电网网架拓扑方案，针对PCC点下各段母线，基于构建的典型拓扑数据集，采用典型网络拓扑优化匹配的方法，通过拓扑支路数近似反映网络拓扑成本，将拓扑成本的经济性最优作为匹配目标，将各个母线下的分布式电源及负荷容量、相应电压等级和负荷重要度指标分别与典型网络拓扑的相应指标进行匹配，典型拓扑数据集中匹配度最高的网络拓扑确定为母线下的基本拓扑形式；

第二阶段用于提供微源布局方案，针对各个母线下的网络拓扑，基于第一阶段匹配出的拓扑结构，采用启发式的多点布局方法，将各母线下规划的分布式电源和负荷接入拓扑的相应候选点，完成各类电源和负荷的网络布局方案。

2.根据权利要求1所述的基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法，其特征在于，第一阶段包括以下步骤：

S301、分析微电网系统的典型网络拓扑优化匹配原则，通过拓扑支路数近似反映网络拓扑成本，将拓扑成本的经济性最优作为匹配目标，匹配的指标包括容量匹配指标、电压等级指标和重要度匹配指标三个；其次，容量匹配指标要求待布局的源荷容量与典型网络拓扑允许接入的源荷容量匹配，同时拓扑中每个节点只能集成对应电压等级的电源和负荷；再次，重要度匹配指标要求被选中网络拓扑的重要度不能低于待接入负荷的重要度；最后，将匹配指标分别进行匹配，选取典型拓扑数据集中匹配度最高的网络拓扑确定为母线下的基本拓扑形式；

S302、根据步骤301所提的微电网系统的典型网络拓扑优化匹配原则，确定拓扑以及负荷的重要度匹配指标；

S303、根据步骤301所提的微电网系统的典型网络拓扑优化匹配原则以及步骤302确定的重要度匹配指标，确定微电网系统典型网络拓扑优化匹配模型的目标函数和相应的约束条件。

3.根据权利要求2所述的基于典型拓扑匹配的微电网系统源-网协调规划方法，其特征在于，步骤S301中，网络拓扑成本的数学模型表示如下：

式中：N_Topo代表数据集中的拓扑个数，Nb^w代表第w个拓扑的支路数，近似代替第w个拓扑的网络成本，u^w是0-1变量，当第w个拓扑被选中时，u^w＝1，否则u^w＝0；

要求各母线下待接入的各类电源满足，各电压等级下的电源总容量不超过实际拓扑预留的相应容量上限，约束如下：

式中：N_node代表各典型拓扑中的节点个数；代表第w个拓扑中节点i上为y类电源的预留接入容量上限，上标v代表电压等级；N_y代表y类电源的子类型个数；代表待接入的y类电源中子类型号为j的电源个数，代表待接入的y类电源中子类型号为j的电源容量，上标v代表电压等级；y∈{WT,PV,DG,BS,SC}，DG表示燃料型分布式电源，PV表示光伏电源，WT表示风电电源，BS表示能量型储能，SC表示功率型储能；

要求各母线下待接入拓扑的负荷满足，各电压等级下的总容量不超过实际拓扑预留的相应容量上限，约束如下：

式中：代表第w个拓扑中节点i上负荷的预留接入容量上限，上标v代表电压等级；n_load代表待接入的负荷个数；代表待接入的第x个负荷的容量，上标v代表电压等级；

根据重要度指标的定义，各类负荷只允许接入具有相同或更高重要度指标的拓扑中，约束如下：

式中：IMP^w代表第w个拓扑的重要度指标，imp^x代表待接入的第x个负荷的重要度；

求解上述模型，初步确定各母线下的基本拓扑形式，每条母线下只允许得到一个匹配结果，母线下的拓扑馈线形式、节点及支路组成通过匹配的典型拓扑直接得到。