一种有源配电网容量配置方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及电网，尤其涉及一种有源配电网容量配置方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、低碳化发展以及成为当前电力技术领域发展转型的核心之一，在此背景下，新能源发电装置及发电量稳步发展，将逐步取代煤电为主的电力结构。

2、风光储在追寻能源高效、经济实用的今天，备受关注、蓬勃发展，随着风光储快速发展，其在电网中扮演的角色越来越重要，推动着电力行业的转型升级，但是目前风光储建设中仍存在着盲目建设的问题，致使有源配电网容量的浪费，亟需科学的指导风光储的建设。

3、传统的电源规划的主要任务是在满足负荷需求和诸多技术经济要求的条件下确定各电源种类的容量，使得在规划期内系统可靠运行供电且经济合理，但未考虑碳排放问题，而碳排放量影响着碳排成本。此外，目前评估配电网中风光储系统的碳排放量的计算不够准确，最终无法获取满足碳排需求的配电网容量配置方案。因此，在制定配电网容量配置方案时，除了需要考虑配电网系统的可靠性以及经济要求，还需要满足低碳指标，随着优化目标的增加，为电源规划任务带来了巨大挑战。

技术实现思路

1、本发明提供了一种有源配电网容量配置方法、装置、设备及存储介质，以解决在进行有源电网容量配置时，如何在保证经济性以及可靠性的情况下，降低配电网碳排放量的技术问题，从而实现低碳、低成本以及高可靠性的有源配电网容量配置。

2、为了解决上述技术问题，第一方面，本发明实施例提供了一种有源配电网容量配置方法，包括：

3、根据配电网内风光储系统建设投资成本、供电可靠率以及年碳排放量建立所述风光储系统的多个优化子目标；所述优化子目标包括：经济性优化目标、可靠性优化目标和低碳性优化目标；

4、根据预设的每个优化子目标的权重，以最小化所有所述优化子目标加权和为目标，建立目标函数；

5、以潮流约束、风光出力约束以及储能系统运行约束为约束条件，根据所述目标函数，建立所述风光储系统的多目标数学优化模型；

6、通过预设的优化算法，求解所述多目标数学优化模型，获取最优电网风光储系统电源规划方案；

7、根据所述规划方案，配置有源配电网接入分布式电源的风光储额定容量与接入位置以及储能的额定交换功率。

8、相比现有技术，上述实施例具有以下有益效果：通过建立多目标优化数学模型，综合考虑了配电网内风光储系统建设的投资成本、可靠性以及环保性，提升了最终获取的规划方案的全面性和实用性；此外，通过设置潮流约束、风光出力约束以及储能系统运行约束，提升了规划方案的安全性；最终根据获取的最优规划方案配置有源配电网，实现低碳、低成本以及高可靠性的有源配电网容量配置。

9、在第一方面的一个实施例中，所述根据预设的每个优化子目标的权重，以最小化所有所述优化子目标加权和为目标，建立目标函数，包括：

10、所述多目标数学优化模型的目标函数，具体为：

11、

12、其中，c、cmin以及λc分别为所述配电网内风光储建设的投资成本、只考虑所述其中，c、cmin以及λc分别为所述配电网内风光储建设的投资成本、最小投资成本以及所述经济性优化目标的权重；r、rmax以及λr分别为所述配电网内风光储系统的供电可靠率、最佳供电可靠率以及所述可靠性优化目标的权重；e、emin以及λe分别为所述配电网内风光储系统的年碳排放量、最小年碳排放量以及所述低碳性优化目标的权重。

13、相比现有技术，上述实施例具有以下有益效果：在保证配电网投资成本以及可靠性的前提下，降低了风光储系统的碳排放量；同时，通过为每个指标设置权重系数，合理评估不同指标的对于配电网电源规划问题的重要性，提升了所获规划方案的实用性。

14、在第一方面的一个实施例中，所述配电网内风光储建设的投资成本，是根据风光储额定容量、风光的单位功率投资成本以及储能的额定充放电功率、单位功率和单位容量投资成本，而计算获得。

15、相比现有技术，上述实施例具有以下有益效果：通过容量以及单位成本，提升了配电网内风光储建设投资成本估算的准确性，进一步提升了最终获取的规划方案的有效性。

16、在第一方面的一个实施例中，所述配电网内风光储系统的供电可靠率，是根据配电网所有节点的平均停电时间与配电网的年运行总时长，而计算获得。

17、相比现有技术，上述实施例具有以下有益效果：通过统计所有节点的平均停电时间评估整个配电网的供电稳定性，提升了供电可靠率计算的准确性，进一步提升了最终获取的规划方案的有效性。

18、在第一方面的一个实施例中，所述配电网的节点类型包括：包含分布式风力电源与储能的节点、包含分布式光伏电源与储能的节点、只包含分布式风力电源的节点、只包含分布式光伏电源的节点以及只包含储能的节点。

19、相比现有技术，上述实施例具有以下有益效果：通过综合考虑不同种类节点的平均停电时间，不仅可以准确评估每个节点位置需要搭建的节点的类型，还可以提升配电网内风光储系统可靠性估计的准确性，提升了规划方案决策的全面性以及有效性。

20、在第一方面的一个实施例中，所述配电网内风光储系统的年碳排放量，是根据每个时段所述配电网向上级电网的购电功率，而计算获得。

21、相比现有技术，上述实施例具有以下有益效果：通过计算向上级电网的购电功率，评估除去风光出力以后的电力系统负荷功率，从而准确评估配电网的年碳排放量，进一步提升规划结果的有效性。

22、在第一方面的一个实施例中，所述以潮流约束、风光出力约束以及储能系统运行约束为约束条件，包括：

23、根据所述配电网中节点的电压、支路电导和电纳，以及电压相角差，构建所述潮流约束的约束条件；

24、根据所述配电网中光伏电源以及风力电源的出力最大值，构建所述风光出力约束的约束条件；

25、根据所述储能的额定充放电功率以及储能的荷电状态的最大最小值，构建所述储能系统运行约束的约束条件。

26、相比现有技术，上述实施例具有以下有益效果：通过节点电压、支路电导和电纳、电压相角差构建潮流约束条件，有效避免了配电网内风光储系统出现电压崩溃以及电流过载，提高了配电网的稳定性；通过光伏电源以及风力电源的出力最大值构建所述风光出力约束的约束条件，确保了在光照和风力条件允许的情况下，最大程度提高了可再生能源的利用率；通过光伏电源以及风力电源的出力最大值，构建所述风光出力约束的约束条件，可以确保储能的额定充放电功率和荷电状态的合理范围，从而提高了配电网中储能的效率和寿命。

27、第二方面，本发明实施例还提供了一种有源配电网容量配置装置，所述有源配电网容量配置装置包括：优化子目标获取模块、目标函数模块、数学模型建立模块、优化求解模块以及有源配电网配置模块；

28、其中，所述优化子目标获取模块，用于根据配电网内风光储系统建设投资成本、供电可靠率以及年碳排放量建立所述风光储系统的多个优化子目标；所述优化子目标包括：经济性优化目标、可靠性优化目标和低碳性优化目标；

29、所述目标函数模块，用于根据预设的每个优化子目标的权重，以最小化所有所述优化子目标加权和为目标，建立目标函数；

30、所述数学模型建立模块，用于以潮流约束、风光出力约束以及储能系统运行约束为约束条件，根据所述目标函数，建立所述风光储系统的多目标数学优化模型；

31、所述优化求解模块，用于根据预设的优化算法，求解所述多目标数学优化模型，获取最优电网风光储系统电源规划方案；

32、所述有源配电网配置模块，用于根据所述规划方案，配置有源配电网接入分布式电源的风光储额定容量与接入位置以及储能的额定交换功率。

33、在第二方面的一个实施例中，所述目标函数模块，用于根据预设的每个优化子目标的权重，以最小化所有所述优化子目标加权和为目标，建立目标函数，包括：

34、所述多目标数学优化模型的目标函数，具体为：

35、

36、其中，c、cmin以及λc分别为所述配电网内风光储建设的投资成本、最小投资成本以及所述经济性优化目标的权重；r、rmax以及λr分别为所述配电网内风光储系统的供电可靠率、最佳供电可靠率以及所述可靠性优化目标的权重；e、emin以及λe分别为所述配电网内风光储系统的年碳排放量、最小年碳排放量以及所述低碳性优化目标的权重。

37、在第二方面的一个实施例中，所述优化子目标获取模块，用于根据风光储额定容量、风光的单位功率投资成本以及储能的额定充放电功率、单位功率和单位容量投资成本，计算所述配电网内风光储建设的投资成本。

38、在第二方面的一个实施例中，所述优化子目标获取模块，用于根据配电网所有节点的平均停电时间与配电网的年运行总时长，计算所述配电网内风光储系统的供电可靠率。

39、在第二方面的一个实施例中，所述配电网的节点类型包括：包含分布式风力电源与储能的节点、包含分布式光伏电源与储能的节点、只包含分布式风力电源的节点、只包含分布式光伏电源的节点以及只包含储能的节点。

40、在第二方面的一个实施例中，所述优化子目标获取模块，用于根据每个时段所述配电网向上级电网的购电功率，计算所述配电网内风光储系统的年碳排放量。

41、在第二方面的一个实施例中，所述数学模型建立模块，包括：潮流约束单元、风光出力约束单元以及储能系统运行约束单元；

42、其中，所述潮流约束单元，用于根据所述配电网中节点的电压、支路电导和电纳，以及电压相角差，构建所述潮流约束；

43、所述风光出力约束单元，用于根据所述配电网中光伏电源以及风力电源的出力最大值，构建所述风光出力约束；

44、所述储能系统运行约束单元，用于根据所述储能的额定充放电功率以及储能的荷电状态的最大最小值，构建所述储能系统运行约束。

45、第三方面，本发明还提供一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种有源配电网容量配置方法。

46、第四方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述的一种有源配电网容量配置方法。