【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及配電系統動態規劃，尤其涉及一種考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法。
技術介紹
1、與傳統電力系統規劃相比，計及電能替代的配電系統規劃不僅是一個復雜的多目標優化問題，而且還存在大量不確定和難以量化的因素。目前計及電能替代的配電網規劃仍處于起步階段，現有相關研究內容較少。
2、計及電能替代的配電網規劃方法中主要存在以下不足：
3、1.關于電能替代問題的考量多集中于替代潛力、負荷變化、用電側效益、用戶和運營商交易博弈優化等方面，鮮少有將電能替代因素納入配電系統的規劃中。
4、2.在少量考慮到電能替代的配電網規劃的研究中，多數僅考慮了一種替代方式下的情況且側重于對負荷預測的影響，規劃范圍有一定局限性；抑或是僅提出了對配電網規劃的對策與建議，未構建實際的配電網規劃模型。
5、3.傳統的電網規劃方法考慮因素過于單一，對可能產生的新負荷下的影響因素考慮較少。對于電能替代所帶來的復雜性和不確定性，傳統規劃方法無法適應新背景下的規劃要求。
技術實現思路
1、本專利技術主要解決的技術問題是提供一種考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，通過搭建“擴展規劃-市場交易-替代決策”的閉環決策鏈條，合理量化了電能替代對于規劃決策影響，避免了規劃決策時未考慮電能替代負荷增量及未結合用戶決策心理可能引發的運行階段饋線阻塞、過度投資及低效運行的問題。
2、為解決上述技術問題，本專利技術采用的一個技術方案是：提供一種一種考慮
3、步驟一、構建考慮多主體自驅優決策的配電網擴展規劃框架；；
4、步驟二、建立計及綜合電能替代的配電網擴展規劃雙層數學模型；
5、步驟三、松弛模型，將原始混合整數線性規劃問題轉化為線性規劃問題，得到等效的kkt條件，完成模型求解。
6、進一步的，所述步驟一中，應用主從博弈框架協調多主體在長規劃時間尺度和短交易時間尺度下的規劃強化決策、能量交易結算方案和電能替代決策，通過考慮各類電能替代潛力用戶在規劃周期內的電能替代負荷增量,對基于現有負荷曲線的配電網各節點負荷預測結果進行修正。
7、進一步的，多主體包括配電系統運營商和各類電能替代潛力用戶；其中，主從博弈框架中領導者為配電系統運營商，跟隨者為多元電能替代潛力用戶。
8、進一步的，所述對基于現有負荷曲線的配電網各節點負荷預測結果進行修正的步驟為：1)、搭建了擴展規劃決策影響運行交易環節中系統拓撲結構的邏輯關聯性；
9、2)、構建了交易方案形成的時變電價與用戶電能替代決策的映射關系；
10、3)、將含電油替代、電熱替代、電氣替代等電能替代決策中新增的用戶負荷作為負反饋疊加到規劃模型中的負荷預測結果中，進而修正規劃模型中的負荷需求邊界。
11、進一步的，所述步驟二中，配電系統運營商的決策目標是使規劃周期內的等年投資費用和累計運行成本之和最小化；
12、
13、式中，x、y分別為表示規劃模型規劃、運行階段的決策變量集；rin為折現率；tl、ttr分別為饋線和配變的投運年限；cl、cg分別為饋線和配變的單位投資成本；xl、xg分別為配電饋線與配變擴建二元變量；ci,t、pi,t分別為t時段節點i處風光出力單位成本與大小；lmpt為t時段節點邊際電價；pttr為t時段上級電網注入的有功功率。
14、進一步的，變量集包括表示規劃模型的規劃階段決策變量x和運行階段變量y，上層模型約束包括待強化饋線與配電變電站的二元建設約束、基于線性潮流模型的節點有功功率平衡約束、規劃前后饋線有功功率與配變安全運行邊界約束、節點功角運行邊界約束；
15、
16、xl,xg∈{0,1}??(3)
17、
18、
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20、
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25、
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31、
32、
33、
34、式中，為位于節點i的配變在t時段的注入功率；θi,t為節點i在t時段的功率角度；為原始負荷大小；為電能替代潛力用戶提交的電能替代負荷增量；xij為饋線i-j的電抗；分別為饋線i-j在強化前后的安全運行裕度；分別為配變在強化前后的安全運行裕度；θi、分別為節點i的功角安全運行邊界；ctr、rgt分別為單位碳排放成本與懲罰系數；分別為風光分布式電源和上級電網注入的有功及無功功率；為無功補償功率；pij,t、qij,t、lij,t分別為正反向潮流解中的饋線有功、無功功率和線路平方值；vi,t為節點電壓幅值；分別為饋線運行的有功無功功率及平方項電流裕度；vi,t分別為平方電流幅值上、下限；分別為上級電網有功、無功注入功率限制；分別為風光出力限制；為無功補償最大調用量。
35、進一步的，通過求解配電市場出清優化問題的對偶問題，得到市場出清的結算電價(即配電節點邊際電價)；由于該對偶模型滿足slater條件，因此對于其原問題和對偶問題，強對偶性顯然成立；
36、
37、
38、
39、
40、
41、
42、
43、
44、
45、
46、進一步的，多元電能替代潛力用戶經濟用能目標為最小化用戶用能成本；
47、
48、subjectto.z∈{pinv,pi,t,rj,t,z1,z2}??(32)
49、pi,t≤pinv??(33)
50、αipi,t＝z1*qij,t??(34)
51、βjrj,t＝z2*qij,t??(35)
52、z1+z2＝1,z1,z2∈{0,1}??(36)
53、
54、式中，為配電系統運營商向潛力用戶報出的配電節點邊際電價；pinv為規劃階段實施電能替代的電負荷設備建設容量；pi,t為運行階段多元電能替代潛力用戶的電負荷需求；rj,t為運行階段多元電能替代潛力用戶的其他負荷需求；z1、z2為實施電能替代與否的二元決策變量；qij,t為多元電能替代潛力用戶在t時段的用能需求；αi、βj分別為電能與其他能源轉換效率。
55、進一步的，所述步驟三中，松弛模型的過程為：將潛力用戶優化決策問題中的限制條件采用下式進行近似松弛，，從而將原始混合整數線性規劃問題轉化為線性規劃問題，并得到等效的kkt條件；
56、z1+z2＝1,0≤z1,z2≤1??(38)
57、由于二元性松弛將出現小數解，因此在kkt條件的原問題中引入二元性約束用以恢復決策變量的整數特征。
【技術保護點】
1.一種考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：所述步驟一中，應用主從博弈框架協調多主體在長規劃時間尺度和短交易時間尺度下的規劃強化決策、能量交易結算方案和電能替代決策，通過考慮各類電能替代潛力用戶在規劃周期內的電能替代負荷增量,對基于現有負荷曲線的配電網各節點負荷預測結果進行修正。
3.根據權利要求2所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：多主體包括配電系統運營商和各類電能替代潛力用戶；其中，主從博弈框架中領導者為配電系統運營商，跟隨者為多元電能替代潛力用戶。
4.根據權利要求2所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：所述對基于現有負荷曲線的配電網各節點負荷預測結果進行修正的步驟為：
5.根據權利要求1所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：所述步驟二中，配電系統運營商的決策目標是使規劃周期內的等年投資費用和累計運行成本之和最小化；p>
6.根據權利要求5所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：變量集包括表示規劃模型的規劃階段決策變量X和運行階段變量Y，上層模型約束包括待強化饋線與配電變電站的二元建設約束、基于線性潮流模型的節點有功功率平衡約束、規劃前后饋線有功功率與配變安全運行邊界約束、節點功角運行邊界約束；
7.根據權利要求6所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：通過求解配電市場出清優化問題的對偶問題，得到市場出清的結算電價；由于該對偶模型滿足Slater條件，因此對于其原問題和對偶問題，強對偶性顯然成立；
8.根據權利要求6所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：多元電能替代潛力用戶經濟用能目標為最小化用戶用能成本；
9.根據權利要求1所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：所述步驟三中，松弛模型的過程為：將潛力用戶優化決策問題中的限制條件采用下式進行近似松弛，，從而將原始混合整數線性規劃問題轉化為線性規劃問題，并得到等效的KKT條件；
...【技術特征摘要】
1.一種考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：所述步驟一中，應用主從博弈框架協調多主體在長規劃時間尺度和短交易時間尺度下的規劃強化決策、能量交易結算方案和電能替代決策，通過考慮各類電能替代潛力用戶在規劃周期內的電能替代負荷增量,對基于現有負荷曲線的配電網各節點負荷預測結果進行修正。
3.根據權利要求2所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：多主體包括配電系統運營商和各類電能替代潛力用戶；其中，主從博弈框架中領導者為配電系統運營商，跟隨者為多元電能替代潛力用戶。
4.根據權利要求2所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：所述對基于現有負荷曲線的配電網各節點負荷預測結果進行修正的步驟為：
5.根據權利要求1所述的考慮綜合電能替代用戶驅優決策的配電系統規劃方法，其特征在于：所述步驟二中，配電系統運營商的決策目標是使規劃周期內的等年投資費用和累計運行成本之和最...
【專利技術屬性】
技術研發人員：譚書平，張清周，趙碚，金尉，林楓，鄭圣，鄭海鷹，陳征遠，朱海立，林奕廷，楊逸舒，林明潮，杜王毅，徐勵，季節，王哲，
申請(專利權)人：溫州電力設計有限公司，
類型：發明
國別省市：
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