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专利号: 2019106867215
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 发电、变电或配电
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,包括步骤:S100,建立含新能源的输电网规划模型;

S200,将所述输电网规划模型根据NSGA‑III优化算法的种群个体建立相应的输电网网架结构;

S300,对所述输电网网架结构进行修补,保证输电网网架结构连通;

S400,采用概率直流潮流法得到种群个体对应的输电网网架各支路潮流,判断修正不满足输电网规划模型约束条件的种群个体,通过多次迭代得到最终的种群个体,包括步骤:S401,初始化:初始化算法参数以及输电网网架结构参数;初始化初代种群个体;修补初代种群个体,初始化适应度函数值;

S402,由概率直流潮流法得到种群个体对应的输电网网架各支路潮流,判断修正不满足输电网规划模型约束条件的种群个体;

S403,对当前种群个体进行非支配排序、拥挤度计算和再排序,进而得到初始参考点信息;

S404,对当前种群个体进行交叉、变异;

S405,对步骤S404中进行交叉、变异后的种群个体进行修补、适应度函数值求解以及步骤S402所述操作;

S406,对步骤S405得到的种群个体进行非支配排序、拥挤度计算和再排序,进而更新参考点信息;

S407,判断是否达到最大迭代次数;若是,则结束计算;若否,判断种群个数是否超过最大个数,若是进行小生境操作、迭代次数加一且转到步骤S404,所否迭代次数加一且转到步骤S404;

S500,将最终的种群个体转化成优化配置方案。

2.根据权利要求1所述的一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,在所述步骤S100中,综合考虑市场参与者对输电投资收益和社会总福利的要求及其对输电网规划的影响,以输电投资成本等额年费用、项目生命周期内总体投资收益率和年平均社会生产成本作为目标函数,支路潮流和线路扩建分别满足潮流约束和扩建上限约束条件,建立考虑输电投资与社会福利的三目标输电网规划模型。

3.根据权利要求2所述的一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,在所述步骤S300中对所述输电网网架结构进行修补,包括步骤:去除孤立节点环节和去除孤岛环节,以保证输电网网架结构的连通。

4.根据权利要求3所述的一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,所述去除孤立节点环节包括步骤:S301,进行初始化设置:对输电网网架结构的节点、支路以及走廊进行编号;得到输电网的邻接矩阵、扩建矩阵以及网架参数矩阵;

S302,设定i=1,根据邻接矩阵linjie1n×n判断节点i是否为孤立节点;若是,转到步骤S303;若否,进行步骤S305;

S303,由所述输电投资成本等额年费用的目标函数计算输电投资费用,选择输电投资费用最少的一条两端节点编号含上述孤立节点编号的线路;

S304,对步骤S303中得到的线路进行存储,更新邻接矩阵;

S305,判断上述孤立节点编号是否小于节点总数;若是,转到步骤S302依次判断下一个节点是否为孤立节点;若否,则孤立节点去除完毕。

5.根据权利要求4所述的一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,所述去除孤岛环节包括步骤:S311,进行初始设置:设定i=1,输电网网架结构中节点1为中心节点,节点集合P当前只包含节点1;

S312,在输电网网架结构中依次检索所有与集合P中节点i相连的节点j,将节点j存储在集合P中,直到所有节点检测完毕;

S313,检测集合P是否包含输电网网架结构中的每一个节点;若是,孤岛去除完毕;若否,转到步骤S314;

S314,去除输电网网架结构中的孤岛。

6.根据权利要求5所述的一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,所述步骤S314中去除输电网网架结构中的孤岛,包括步骤:S3141,设置起始节点a=1,集合S3142,依次将不属于集合P中的节点a存储到集合T中;

S3143,i∈P,a∈T;由所述输电投资成本等额年费用的目标函数计算输电投资费用,选择输电投资费用最少的两端节点编号为节点i和节点a的一条线路;

S3144,通过从步骤S3143中得到的线路更新邻接矩阵linjie1n×n,转到步骤S311。

7.根据权利要求1所述的一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,所述步骤S402中由概率直流潮流法得到种群个体对应的输电网网架各支路潮流,判断修正不满足输电网规划模型约束条件的种群个体,包括步骤:S4021,初始化:初始化初代种群个体;修补初代种群个体;

S4022,计算出系统中每个节点注入功率取期望值时的直流潮流分布,得到节点电压相角θ0和支路潮流功率Pl,计算公式为:P=B0θ0,Plij=(θi‑θj)/xij;

式中,P为节点注入有功功率的期望值,B0为系统节点电纳矩阵,θi为节点i的相角,θj为节点j的相角,xij为线路两端节点i与节点j的线路阻抗;

S4023,根据输电网中发电机的出力和节点有功负荷随机变量的分布,计算节点有功注入随机变量的各阶矩mr(P),计算公式为:式中,mr为随机变量的r阶矩,E(x)为离散型随机变量x的期望值,pi是离散型随机变量x取xi的概率;

S4024,由于随机变量矩与半不变量,通过mr(P)得到相应的各阶半不变量kr(P),计算公式为:

式中,kr为随机变量的r阶半不变量, 为多项式系数;

S4025,计算出每条支路有功潮流的各阶半不变量,计算公式为:S4026,支路潮流的一阶半不变量和二阶半不变量的平方根分别对应其数学期望和标准差,其余阶半不变量则由上述步骤S4024得到,进而可以得出种群个体对应的输电网网架各支路潮流;

S4027,依次判断步骤S4026得到的各支路潮流是否满足所述约束条件;若是,保留该种群个体;若否,转到步骤S4021。

8.根据权利要求7所述的一种新能源接入下的输电网规划的优化配置方法,其特征在于,所述步骤S405中的适应度函数值求解分别包括输电投资成本等额年费用、项目生命周期内总体投资收益率和年平均社会生产成本的求解;项目生命周期内总体投资收益率和年平均社会生产成本求解均通过OPF子优化模型求解,采用原对偶内点法进行求解,包括步骤:

S4051,按照规定设置输入合适的初始参数;

S4052,按照规定设置收敛条件阈值;

S4053,按照规定设置算法中的常数变量;

S4054,初始化迭代次数为0,收敛标志为0,最大迭代数为0,并计算初始收敛条件;

S4055,判断是否收敛;若是,则结束计算;若否,转到步骤S5066;

S4056,求解牛顿系统并计算各雅可比矩阵和海森矩阵;

S4057,更新迭代步长、原变量和对偶变量,以及收敛条件;

S4058,判断是否达到最大迭代次数;若是,则结束计算;若否,转到步骤S4055。