计及可再生能源与负荷高维时序相关性的主动配电网扩展规划

吴涵; 孙力文; 项晟; 袁越

doi:10.7500/AEPS20220104004

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计及可再生能源与负荷高维时序相关性的主动配电网扩展规划

新型电力系统的灵活性机理、规划与运行 | 更新时间：2025-06-16

- 计及可再生能源与负荷高维时序相关性的主动配电网扩展规划
- Expansion Planning of Active Distribution Network Considering High-dimensional Temporal Correlation Between Renewable Energy and Load
- 电力系统自动化 2022年46卷第16期页码：40-51
- 作者机构：
  
  1.南京工程学院智能电网产业技术研究院，江苏省南京市 211167
  2.河海大学能源与电气学院，江苏省南京市 211100
- 作者简介：
  
  吴涵(1990—)，男，通信作者，博士，讲师，主要研究方向：电力系统不确定运行、主动配电网规划。E-mail：wuhanichina@vip.qq.com
  孙力文(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：配电网规划。E-mail：slwnjit@163.com
  项晟(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：微电网规划。E-mail：xiangsheng@hhu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2016YFB0900100)
- DOI：10.7500/AEPS20220104004
  中图分类号：
- 收稿日期：2022-01-04，
  
  修回日期：2022-05-31，
  
  网络出版日期：2022-07-19，
  
  纸质出版日期：2022-08-25
- 稿件说明：
移动端阅览
吴涵,孙力文,项晟等.计及可再生能源与负荷高维时序相关性的主动配电网扩展规划[J].电力系统自动化,2022,46(16):40-51.

WU Han,SUN Liwen,XIANG Sheng,et al.Expansion Planning of Active Distribution Network Considering High-dimensional Temporal Correlation Between Renewable Energy and Load[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):40-51.
吴涵,孙力文,项晟等.计及可再生能源与负荷高维时序相关性的主动配电网扩展规划[J].电力系统自动化,2022,46(16):40-51. DOI： 10.7500/AEPS20220104004.

WU Han,SUN Liwen,XIANG Sheng,et al.Expansion Planning of Active Distribution Network Considering High-dimensional Temporal Correlation Between Renewable Energy and Load[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(16):40-51. DOI： 10.7500/AEPS20220104004.

摘要

分布式可再生能源与负荷的相关性对配电网规划结果有着至关重要的影响。首先，以截断的R-Vine Copula模型为基础，建立多种负荷与分布式风、光发电的高维时序联合概率分布模型；然后，提出了一种两阶段随机配电网扩展规划模型和相对应的机会约束规划模型。在该两阶段模型中

第1阶段为配电网投资决策模型，以配电网总成本最低为目标确定合适的馈线、变电站和电容器的拓展和升级方案；第2阶段为多场景下的配电网运行模型，该阶段以网损和配电网维护成本最低为目标，以配电网安全运行为边界条件确定最优的运行方案。负荷和分布式电源的相关性和随机性由场景及其实现的概率引入模型中。考虑到基于场景的随机优化模型和机会约束模型的求解较为困难，提出了一种新的双线性Benders分解算法，能够有效地求解含有大量二阶锥潮流方程的随机优化模型。最后，以中国南通市某38节点配电网为例，验证了所提模型和算法。

Abstract

The correlation between distributed renewable energy and load has a crucial impact on the distribution network planning. Firstly

based on the truncated R-Vine Copula model

the joint probability distribution model of multiple loads

distributed wind power and photovoltaic generation is established. Then

a two-stage stochastic expansion programming model of the distribution network and its corresponding chance-constrained programming model are proposed. In this two-stage model

the first stage is the investment decision model of the distribution network

in order to minimize the total cost of the distribution network to determine the appropriate expansion and upgrade scheme of feeders

substations and capacitors. The second stage is the operation model of the distribution network in multiple scenarios. The objective of this stage is to minimize the network loss and the maintenance cost of the distribution network

and the optimal operation scheme is determined with the safe operation of the distribution network as the boundary condition. The correlation and randomness of loads and distributed generators are introduced into the model by the scenario and its realized probability. Considering that the solution of the scenario-based stochastic optimization model and the chance-constrained models is difficult

a new bilinear Benders decomposition algorithm is proposed

which can effectively solve the stochastic optimization model containing a large number of second-order cone power flow equations. Finally

taking a 38-bus distribution network in Nantong of China as an example

the proposed model and algorithm are verified.

关键词

Keywords

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