一种基于irp的配电网规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于配电网络规划领域，具体设及一种基于IRP的配电网规划方法。
【背景技术】
[0002] 配网规划是国民经济和社会发展的重要组成部分，同时也是电力企业自身长远发 展规划的重要基础之一。其目标就是能够使电网适应、满足并适度超前于经济发展需求，并 能发挥其对于电网建设、运行和供电保障的先导和决定作用。
[0003] 新电改方案提出放开、一独立、S强化"。放开"即按照管住中间、放开两头 的体制架构，有序放开输配W外的竞争性环节电价;有序向社会资本放开配售电业务;有序 放开公益性和调节性W外的发用电计划。"一独立"指推进交易机构相对独立，规范运行。 强化"，指继续深化对区域电网建设和适合我国国情的输配体制研究，进一步强化政府 监管;进一步强化电力统筹规划;进一步强化电力安全高效运行和可靠供应。新电改方案对 配电网规划投资主体、指导思想、评价指标的改变，W及负荷需求和规划不确定性的增加对 于新电改方案下的江苏配电网规划带来了新的机遇和挑战。
[0004] 随着改革的进一步深入，传统的配网规划方法不再适用，综合资源规划（IRP)模型 的建立同时考虑了供应侧、需求侧资源，并且根据资源的种类分别确定约束条件。该规划模 型更接近实际，为新形势下配电网建设的投资提供决策支持。
【发明内容】
[0005] 本发明为了克服现有规划方法的不足，提供一种基于IRP的配电网规划方法，此方 法同时考虑供应侧、需求侧资源，并且根据资源的种类分别确定约束条件，将分布式电源作 为负荷点的一部分来考虑，通过负荷点的分配来优化分布式电源位置和容量的优化，同时 计入DSM实施成本和环境成本，使得配网规划方法更趋近于实际情况，反映实际配网建设运 行的成本，为新形势下配电网建设的投资提供决策支持。
[0006] 本发明所述的一种基于IRP的配电网规划方法包括W下步骤：
[0007] 1)数据准备：负荷、DG容量，变电站备选点，线路变电站建设成本，DSM成本，单位环 境成本等；
[000引2)完成变电站选取，得到选中点集合;通过遗传算法种群操作完成变电站选取，得 到选中点集合：
[0009] 需要优化的配电站选点可W转化为二进制编码，WlO个配电站为例，对配电站加 W排序，对应二进制数1~10位，如若配电站被选中，则该位为1，若没被选中，则该位为0，即 W10位二进制数表示配电站选址结果。
[0010] 编码代表了选中的配电站信息，再根据遗传算法的变异、交叉等操作，可W得到新 的选点方案。选点编码要求为整数，并且应该令选中的配电站个数能够满足负荷点都能够 被分配到，也就是说编码中"r的个数不能过少，其约束条件可表示为：
[0011] W
[001^ 化, 3乂川化/,WL吧W个数;Nmax表示配电站所带负荷点个数上限， Ceil表示向上取整，MIN表示较小者;BSub表示配电站分配方案的二进制编码，Num表示二进 制编码中1的个数；
[0013] 3)完成负荷点的分配，计算线路电流、变电站容量等信息，判断是否满足约束条 件;使用基于Voronoi图的贪屯、算法对负荷点进行分配，并使用蒙特卡洛的区间估计方法来 计算线路电流、变电站容量等信息：
[0014] Voronoi图也称为泰森多边形，是俄国数学家G.Voronoi在1908年最早提出的。目 前，Voronoi图已被广泛的应用在与几何信息相关的许多领域，尤其是地理空间设施选址分 析方面。对于平面上的一个控制点集P= {pi，P2,…，pn,}，3含n<〇〇，任意点的Voronoi图可定 义为：
[0015] V(Pi) = IxE^Pi) |d(x,Pi) <d(x,Pj), j = l，2, ...，n;j辛i} (2)
[0016] 式中，d( ?)表示两点间的欧氏距离，X为平面上任意点。V(Pi)称为基点pi的V多边 形，各点的V多边形共同组成Voronoi图。平面上的Voronoi图可W看作是W点集P中的每个 点作为生长核，W相同的速度向外扩张，彼此相遇的交点的轨迹形成的图形。除最外层的点 形成开放的区域外，其余每个点都形成了一个凸多边形。Voronoi图示例图（图2)展示了一 个包含10个点的带边界Voronoi图。
[0017] Voronoi图理论可W充分的应用在配电网规划中，尤其是本文的负荷点分配问题 中。首先用选中点形成点集，并形成Voronoi图；然后，遵循负荷点就近分配的原则，将落入 每个凸多边形中的负荷点分配给该选中点。由于本文限定配电站所接负荷点个数，所W可 能会出现某个多边形中负荷点个数过多的情况。面对运种情况，可W先将较近的负荷点分 配给选中点，然后更新整个Voronoi图，即将所有被选中的负荷点W及接入负荷点已满的选 中点清除，再对剩下的负荷点与选中点进行分配。运样用迭代的方式就可W实现负荷点的 就近分配；
[0018] 4)计算目标函数，将结果放入计算结果库中，判断是否停止计算；目标函数为：
[0019] 规划期内的总成本作为最小化的目标函数，总成本包括电网投资方的投资成本W 及规划期内的运行成本，其构成包括线路成本、配电站成本、线损成本、可中断负荷补偿费 用成本。
[0020] minC = Ci〇ss+CL+CDSM+CD+Ce (3)
[0021] 式中的CiDSS表示系统线损成本费用;Cl表示线路成本，与线路程度、线路横截面积 成正比；Cdsm表示可中断负荷补偿费用成本;Cd表示配电站建设成本;Ce表示环境治理成本。
[0022] 设有待选配电站点（下简称"配电站"）Ni(i = l，2,…，n)，各个配电站的规划容量 用Cni表示。其中一部分(或全部)配电站会在规划过程中被选中（简称为"选中点"），选中点 用集合护表示。已知负荷点Dk化=1，2,…，m)，每个负荷点的负荷值为PDk。选中点在规划过 程中优化分配负荷点，选中点与负荷点之间用线路连接，对应线路用NiDk(NiE化)表示，其 线路长度为LNiDk。为简化问题，线路长度Lni化为选中点与负荷点之间的几何距离，本文不考 虑地理信息对规划的影响。选中点Ni(NiENS)下的总线路用集合LW嗦示。则目标函数式(3) 所述总成本中各成本表达如下：
[0023] a、系统线损成本费用
[0024] 线损成本与线路阻抗、线路电流有关，本文的导线采用集中模型。因为含有负荷与 DG，潮流存在随机性，所W运里将规划周期T里的线损期望值(式中E表示期望)作为规划周 期T内线损量。设单位线损电量成本线路潮流计算出的电流为iNiDk。系统线损成本表达 如下式：
[00 巧]
<4)
[00%] b、线路成本费用
[0027]线路成本与线路长度、线路横截面积成正比，设单位长度、单位横截面积造价为 导线的耐流量可认为与横截面积成正比，设横截面积为的导线耐流量为Kp为电阻 率，运里假设导线为铜导线。线路成本表达如下：
[002引
巧
[0029] C、可中断负荷补偿费用
[0030] 考虑运行中的可能调用可中断负荷情况，应将其作为成本的一部分。衡量可中断 负荷调用容量的方法用用户的负荷缺额期望乘W单位电量补偿成本，设E^ss(Dk)为每个负 荷点的失负荷功率期望，则规划周期内的可中断负荷调用容量为TE^ss(Dk),单位可中断负 荷补偿成本为《 D，则可中断负荷补偿成本表示如下；
[0031] Cdsm= "DTELws^k) (6)
[0032] d、配电站成本