国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院;国网内蒙古东部电力设计有限公司;国家电网有限公司;上海能优网电力科技有限公司暴国辉获国家专利权
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龙图腾网获悉国网内蒙古东部电力有限公司经济技术研究院;国网内蒙古东部电力设计有限公司;国家电网有限公司;上海能优网电力科技有限公司申请的专利一种含柔性互联装置的交直流配电网协调规划方法、系统、设备及介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120996508B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511493906.6,技术领域涉及:G06Q10/0631;该发明授权一种含柔性互联装置的交直流配电网协调规划方法、系统、设备及介质是由暴国辉;金国锋;范晓龙;张涛;包晗;张天闻;陈飞;尚红权设计研发完成,并于2025-10-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种含柔性互联装置的交直流配电网协调规划方法、系统、设备及介质在说明书摘要公布了:本发明公开了一种含柔性互联装置的交直流配电网协调规划方法、系统、设备及介质,属于交直流配电技术领域,包括:输入配电网的基础信息,并设定混合优化算法的关键参数,在三层优化模型中的上层模型生成初始粒子群,形成初始解集,基于初始解集,对每个FID配置方案,求解中层模型和下层模型,并通过拉格朗日松弛技术将中下层模型转化为单层问题,结合混合智能算法进行求解,利用仿真结果评估每个FID方案的适应度,动态更新优化算法状态,当满足终止条件时,输出全局最优规划方案。本发明通过构建三层协同规划模型并采用混合智能算法高效求解,提升了交直流配电网的柔性互联能力、分布式能源消纳率与设备安全性,同时降低了网络损耗和成本。
本发明授权一种含柔性互联装置的交直流配电网协调规划方法、系统、设备及介质在权利要求书中公布了:1.一种含柔性互联装置的交直流配电网协调规划方法,其特征在于:包括, 输入配电网的基础信息,并设定混合优化算法的关键参数,在三层优化模型中的上层模型生成初始粒子群,形成初始解集; 基于初始解集,对每个FID配置方案,求解中层模型和下层模型,并通过拉格朗日松弛技术将中下层模型转化为单层问题,结合混合智能算法进行求解; 利用仿真结果评估每个FID方案的适应度,动态更新优化算法状态,当满足终止条件时,输出全局最优规划方案; 所述配电网的基础信息包括,配电网的拓扑结构、负荷数据、分布式电源特性以及柔性互联装置的候选安装位置; 设定混合优化算法的关键参数包括,设定粒子群规模和遗传算法参数; 所述生成初始粒子群包括,基于功率平衡约束、低压柔性互联装置有功和无功容量限制、柔性互联的建设与运行成本最小化,确定柔性互联装置的最佳安装位置和容量配置,一种柔性互联装置的安装位置和容量配置由一个初始粒子群表示,初始粒子群形成初始解集; 功率平衡约束包括,配电网节点遵循功率守恒定律,动态均衡有功与无功潮流的输入输出,有功功率平衡约束公式表示为: 其中,为节点i与节点j之间的线路有功功率传输量,为与节点i直接连接的相邻节点集合,为节点i处分布式电源的有功出力,为节点i的有功负荷; 无功功率平衡约束公式为: 其中,为节点i与节点j的无功功率传输量,为节点i分布式电源的无功出力,为节点i的无功负荷,为与节点i直接连接的相邻节点集合; 柔性互联装置有功和无功容量限制表示为: 其中,为柔性互联装置有功容量,为柔性互联装置无功容量,为有功容量的最大值,为无功容量的最大值; 柔性互联的建设与运行成本最小化即上层模型目标函数表示为: 其中,为柔性互联的建设与运行成本最小值,为第k个低压柔性互联装置的单位容量建设成本,为第k个柔性互联装置的容量,为节点i线路的单位长度建设成本,为节点i线路的长度,为低压柔性互联装置集合,为子优化目标的系数,为低压柔性互联装置和直流联络线的年运行成本,N为配电网中所有节点的集合; 所述上层模型目标函数还包括,低压柔性互联采用分段链式直流母线架构,由功率路由单元与互联线缆构成,互联低压台区之间的距离近,不将直流联络线维护成本计入目标函数中,低压柔性互联装置和直流联络线的年运行成本公式表示为: 其中,为台区互联状态,为上层模型的决策变量,为互联台区a之间的物理距离,为直流联络线单位长度的投资成本,为资金时间价值折算率,为可互联的台区组合集合,为低压柔性互联装置和直流联络线的年运行成本,为可安装柔性互联装置的台区集合,为直流联络线的设备使用寿命周期,为低压柔性互联装置单位容量的投资成本,为台区b中柔性互联装置的安装容量,为柔性互联装置的设备使用寿命周期,为低压柔性互联装置单位容量的年运行维护费用; 所述求解中层模型包括,在上层模型决策变量空间内,生成代表不同柔性互联装置位置和容量组合的初始解集,对当前解集中的每一个柔性互联装置配置方案进行固定,基于柔性互联装置配置、系统负荷及分布式能源特性,计算最优的光伏安装容量和储能系统配置容量和参数,固定柔性互联装置配置方案及中层求解获得的光储配置方案; 计算最优的光伏安装容量和储能系统配置容量和参数包括,通过系统的负荷需求、分布式能源发电特性以及上层生成的柔性互联装置配置情况,规划直流侧光伏的装机容量和储能装置的容量及配置参数; 光伏发电的输出功率受辐照度-温度耦合效应影响,注入功率需满足节点功率守恒关系,且光伏电站的输出功率需与系统整体功率平衡相匹配,其中,光伏出力不能超过最大装机容量的出力,公式表示为: 其中,为光伏电站的最大装机容量的出力,为光伏发电的输出功率; 储能装置的充放电功率需满足荷电状态前一时刻的剩余电量和时段内的充放电量变化,同时储能的充电功率和放电功率不能超过最大值,且储能安装容量需满足台区级和系统级的容量约束,公式表示为: 其中,为t时段的初始荷电状态,为t-1时段储能充电电量,为储能系统额定容量,为在时间区间[t−1,t]内储能系统的充放电电量,为荷电状态设定的最小值,为荷电状态设定的最大值,为储能系统的充电功率,为储能系统的最大充电功率,为储能系统的最大放电功率,为储能系统的放电功率; 储能安装容量约束表示为: 其中,为储能安装容量,为典型日e下台区1~f配置的储能安装容量,为单位储能代表储能单元的单机容量即系统允许的最小可规划储能规模,为取值不小于零的整数变量,为0-1决策变量,表示台区f安装储能,表示台区f不安装储能,为台区f的储能最小安装容量,为台区f的储能最大安装容量,为全部台区的储能最小总安装容量,为全部台区的储能最大总安装容量,为台区总数; 中层模型目标函数表示为: 其中,为权重系数,T为时间周期,为t时刻储能装置的运行成本,为t时刻从电网购电的成本,为t时刻光伏电站的实际出力,为中层模型目标函数; 求解下层模型包括,在上、中层设备配置方案下,对不同运行场景,优化系统的功率分配和电压调节的运行状态; 每个节点电压保持在规定的上下限范围内,同时线路传输的有功功率和无功功率均不能超过额定容量,约束公式表示为: 其中,为节点i的电压,为节点i最小电压,为节点i最大电压; 线路传输的功率需不超过额定容量,对于线路m,n,需同时满足有功功率和无功功率的容量限制,线路潮流约束公式表示为: 其中,为线路m,n传输的有功功率,为线路m,n传输的无功功率,为线路m,n的额定容量; 低压柔性互联行为约束表示为: 其中,为台区f变压器在时刻t高压侧的视在功率,为台区f变压器高压侧的有功功率,为台区f变压器高压侧的无功功率,为台区f变压器的设计容量上限,为变压器长期运行负载率上限0.8,为时刻t低压柔性互联装置的实际输出视在功率,为台区f低压柔性互联装置的单机配置容量; 下层模型目标函数表示为: 其中,为电力系统网络损耗最小化值,W为线路集合,T为时间周期,为时刻t线路m,n传输的有功功率,为时刻t线路m,n传输的无功功率,为时刻t线路m,n的电压幅值,为线路m,n的电阻。
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