(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210958141.9 (22)申请日 2022.08.10 (71)申请人 国网冀北电力有限公司唐山供电公 司 地址 063000 河北省唐山市 建设北路7号 申请人 国家电网有限公司 (72)发明人 苗友忠　孙超　赵峰　周洁　 李顺昕　赵一男　董少峤　赵轩　 云飞　袁天梦　张乃夫　穆亮　 李艳琼　张海泉　杨鸿宏　 (74)专利代理 机构 唐山顺诚专利事务所(普通 合伙) 1310 6 专利代理师 高艳梅 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01)G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种含可靠性约束的配电网扩 展规划方法 (57)摘要 本发明涉及一种含可靠性约束的配电网扩 展规划方法， 属于电力系统规划技术领域。 技术 方案是： 以总成本为目标函数， 目标函数中考虑 了设备投资成本、 设备运维成本以及可靠性成 本， 首先提出一个有效而精确的可靠性评估模 型， 将可靠性约束嵌入规划模型中； 其次， 模型中 涉及一组辐射状约束， 有效保证得到的配电网辐 射状运行。 本发明的有益效果是： 能够有效解决 传统规划方法中无法将可靠性评估方法嵌入规 划模型中的缺点， 同时兼顾规划方案的经济性和 可靠性， 能够对配电网进行网架结构规划， 可考 虑变电站、 变压器、 线路等设备的投资和更新替 换。 权利要求书2页 说明书9页 附图1页 CN 115239184 A 2022.10.25 CN 115239184 A 1.一种含可靠性约束的配电网扩展规划方法， 其特征在于： 以总成本为目标函数， 目标 函数中考虑了设备投资成本、 设备运维成本以及可靠性成本， 首先提出一个有效而精确的 可靠性评估模型， 将可靠性约束嵌入规划模型中； 其次， 模型中涉及一组辐 射状约束， 有效 保证得到的配电网辐射状运行。 2.根据权利要求1所述的一种含可靠性约束的配电网扩展规划方法， 其特征在于具体 计算步骤如下： 步骤1： 输入数据， 包括： 1)技术系统数据： 节点负荷、 线路阻抗、 运行约束参数； 2)经济系统数据： 设备投资成本、 设备运维成本、 电价； 3)技术可靠性数据： 故障率、 故障维修时间、 故障隔离转供时间； 4)经济可靠性数据： 可靠性指标的激励参数和预期收益损失； 步骤2： 提出MI LP模型的具体约束， 包括： 1)输入目标函数； 2)设备投资和使用约束； 3)KCL和KVL； 4)设备运行约束； 5)辐射状约束； 6)可靠性指标计算； 步骤3： 调用CPLEX求 解器中的分支定界算法求 解得到优化结果。 3.根据权利要求1或2所述的一种含可靠性约束的配电网扩展规划方法， 其特 征在于： 所述目标函数是最小化总成本的净现值， 包含设备投资成本、 设备运维成本和可靠性 成本： 其中， r表示折现率， T表示规划阶段的个数， Invt表示阶段t的投资成本， Opt表示阶段t 的运维成本， R RCt表示阶段t的可靠性成本 。 4.根据权利要求1或2所述的一种含可靠性约束的配电网扩展规划方法， 其特征在于： 所述阶段t的投资成本表述 为 其中， L表示所有支路的集合， LN和LR均为L的子集， 分别表示所有待新增的支路集合和 所有可替换的支路集合； Kl表示支路l的投资选项集， Kn表示位于节点n的变电站中变压器的 投资选项集； Ω表示系统的节点集合， ΩS为Ω的子 集， 表示变电站节点集合； rrk表示投资选 项k的资本回收率， rrn表示位于节点n的变电站中除变压器以外的资产的资本回收率； CCl,k、 RCl,k分别表示支路l的投资 成本系数和替换成本系数， xl,k,t表示是否于阶段t在支路l 上建设型号为k的导线， ECn表示在节点n建设或扩建一个新变电站的成本系数。 ICn,k表示变 压器的投资成本系数， 0 ‑1变量xn,t表示是否在节点n新建或扩建变电站， 0 ‑1变量xn,k,t表示 是否在变电站 节点n新建变压器。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115239184 A 25.根据权利要求1或2所述的一种含可靠性约束的配电网扩展规划方法， 其特征在于： 所述设备运维成本， 包括线路的运行成本、 变电站变压器的维护成本以及变电站的电力成 本: 其中， OCl表示支路l的运维成本系数， LF为L的子集， 表示已有且无需替换的支路集合， LD表示所有负荷水平组成的集合； 系数OCl表示规划前已有的线路l的运维成本系数， OCl,k 表示在规划阶段t 安装的k型号导线的运 维成本系数， MCn,k表示变电站节 点n的k型号变压器 的维护成本系数， pf表示系统功率因数， Δb表示负荷水平， Prn,b,t表示电价； 0 ‑1变量yl,t表 示规划前已存在支路l在阶段t是否投入使用， 0 ‑1变量yl,k,t表示在规划阶段t安装的k型号 导线是否投入使用， 0 ‑1变量xn,k, τ表示是否在规划阶段t在节点n建设k型号的变压器， 变量 gn,b,t表示节点 n的节点注入功率； 最后， 阶段t的可靠性成本如下： 其中， RLt表示预期收入损失， ERt表示可靠性成本系数， EENSt表示缺供负荷期望值， 表示基于系统年平均停电时间SAIDIt的激励成本， 和 分别表示SAIDIt的基准值和奖励 系数， 表示基于系统年平均停电频率SAIFIt的激励成本， 和 分别表示SAIFIt的基准 值和奖励系数。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115239184 A 3