[发明专利]一种基于运行受限的配电网规划双层优化模型构建方法

说明书

本发明公开了一种基于运行受限的配电网规划双层优化模型构建方法，包括以下步骤：以线路、储能的投建时间和选址定容为决策变量，构建上层投资建设优化模型及下层调度运行优化模型；利用拉格朗日乘子将约束条件加入目标函数中，使原有含等式和不等式约束的优化问题转变为无约束优化问题，利用库恩‑塔克条件最终实现问题的求解；基于影子价格筛选受限运行场景，所述影子价格表示假设该资源扩容1个单位所减少的调度成本；对上层投资建设优化模型及下层调度运行优化模型进行解耦处理。

技术领域

本发明涉及配电网优化技术领域，尤其是一种基于运行受限的配电网规划 双层优化模型构建方法。

背景技术

配电网规划目标是在满足负荷发展和长期安全稳定运行等其他要求的基 础上，追求经济效益和社会效益最优。如今，许多配电网规划模型使用运行- 规划双层模型，在满足运行可靠性约束的前提下，以规划总成本为目标函数， 得到总成本最小的规划方案。现有的双层规划模型虽然将配电网多场景下的运 行问题纳入规划模型考虑，但在模型的构建和求解方面仍然存在不足之处，如 未将极端场景纳入考虑、相关反馈变量单薄及求解复杂度较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于运行受限的配电网规划双层优化模型构建 方法，具有求解效率高、求解性能稳定等优点。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于运行受限的配电网规划双层优化模型构建方法，包括以下步骤：

以线路、储能的投建时间和选址定容为决策变量，构建上层投资建设优化 模型及下层调度运行优化模型；所述构建上层投资建设优化模型的规划层目标 函数是包含投资成本、环境成本和受限场景运行成本的年总成本；所述构建调 度运行优化模型的运行层目标函数为各场景日经济调度成本；

利用拉格朗日乘子将约束条件加入目标函数中，使原有含等式和不等式约 束的优化问题转变为无约束优化问题，利用库恩-塔克条件最终实现问题的求 解；

基于影子价格筛选受限运行场景，所述影子价格表示假设该资源扩容1个 单位所减少的调度成本；

对上层投资建设优化模型及下层调度运行优化模型进行解耦处理。

进一步地，所述构建上层投资规划建设优化模型以线路和储能作为规划投 资对象，针对年度总成本最小进行优化，兼顾系统的投资成本、受限场景运行 成本和环境成本，目标函数如下式：

minF(x_es,P_nes,E_nes,x_l,x_l')＝min C_inv+C_om

其中，C_inv为投资成本转化的等年值费用，A＝(1+ε)^-i为资金回收系数，ε 为折现率，Ω_ESS,Ω_NESS,Ω_Line,Ω_NLine为待扩容和新建的储能、线路集合。c_s,c_P,c_E为储 能基础建设成本、单位功率成本和单位容量成本，c_l,c_l'为新建和待扩容线路单 位长度的维护成本。

进一步地，所述构建上层投资规划建设优化模型的约束条件包括：

决定是否新建或改造线路、是否新建或扩容以及储能扩容的容量和电量的 选型与建设约束；以小时作为调度单位，并采用直流潮流模型忽略各节点间电 压降落的配电网典型场景可靠运行约束；满足连通性约束和辐射状约束的网架 结构约束。