【EI复现】基于可靠性显式表达的交直流混合配电网规划方法【配网规划】

文摘   教育   2024-10-20 23:15   河北  

1主要内容

前阵子很多同学咨询电网规划方面的代码,本次和大家分享一个复现效果非常好、规划因素考虑比较全面的代码。电网规划和优化调度不同,优化调度是对现有的电网进行优化,其优化调度的方式包括分布式电源、常规发电机组以及购售电等功率进行协同优化,而规划是对已经完成现场勘察,选定了待用线路或者待用站点,然后进行优化选取,显而易见,规划是调度的前置环节。

该程序复现《基于可靠性显式表达的交直流混合配电网规划方法》,程序的全面性在于不仅优选最佳线路,而且还对节点的交直流方式进行优化,同时考虑了可靠性因素影响,模型以最小化投资建设成本、运营成本、可靠性成本为目标,程序的另一大亮点是配电网可靠性显式表达方法和线性潮流约束。程序采用matlab+gurobi进行求解,通用性强,采用33节点配电网代替原文中的13节点系统,注释清晰,方便研究学习!

    2程序研究

    2.1 潮流校验

    在配网优化方面,我们都熟知二阶锥约束,但是对于交直流配网规划来说,包括了交直流节点以及换流器等设备,因此简单采用二阶锥约束就失效了,本文的一大亮点就是采用KVL和KCL方程对网络连接状态进行约束。

    对交直流混合配电网络中3种典型连接线路构建KVL方程如下:

    由于是交直流配电网,因此负荷节点中交流节点和直流节点的KCL方程有很大区别,其表达式如下:

    2.2 线性化处理

    模型很多表达都是非线性的,很难直接进行求解,因此需要通过线性化进行转化,本文存在多处线性化,如:

    节点建设类型与最佳线路连接方式有如下对应关系:

    这种离散、非系统表达方式难以程序化实现,通过线性化转变成如下模型:

    再如双线性乘积项线性化:

    上式的线性化转换表达方式如下:

    当然程序中还包含激励成本的分段线性函数以及VSC安装容量时的线路电流绝对值项等,通过线性化方式进一步方便程序求解,具体转化方法在文章附录部分有详实的推导,不再赘述。

    2.3 可靠性显示表达

    程序实现了三种可靠性指标SAIFI、SAIDI以及EENS的显式表达,实现基本思想是基于虚拟潮流,之前在分析配网辐射性网络约束时分享过虚拟潮流的含义(具体可参见讲解视频模块),在本文中含义基本一致,具体模型表达详见原文第三章节。

    3程序结果

      以上是网络拓扑结果图,不同颜色节点代表不同节点类型,黑色代表交流节点,品红色代表直流节点,黑色实线代表选定支路,红色线路(包括实线和虚线)代表非选定支路。通过该图结合成本优化数据能够分析出不同节点类型以及不同线路(节点)参数下,会得到不同的优化结果。

      4下载链接

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