CN107274087A - 一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法 - Google Patents

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王玉翠
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Abstract

本发明公开了一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其内容包括：计及风力发电及光伏发电的不确定性，建立风电机组和光伏电池的时序模型；计及负荷用电的随机性，建立负荷的时序模型；对直接负荷控制类型的需求侧响应不确定性进行分析，构建其成本函数；构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的上层规划模型，并采用差分进化算法对上层规划模型进行求解；构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的下层规划模型并采用非支配排序遗传算法对下层规划模型进行求解。本发明对主动配电网进行规划，能有效降低配电网的综合费用，更加符合主动配电网的运行特性，实用性强。

Description

一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法
技术领域
本发明涉及配电网规划领域，尤其涉及一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法。
背景技术
近年来，随着分布式发电、储能系统、可控负荷等分布式能源(Distributedenergy Resource,DER)的渗透率日益提高，传统配电网在运行灵活性、安全性、经济性等方面面临较大挑战，因此主动配电网(Active Distribution Networks,ADN)应运而生。而主动配电网作为一个更加灵活的网络，更加强调主动规划。在规划阶段，要考虑规划、建设和运行的完整性，力求将分布式电源的“垃圾电”进行最大程度的消纳，从而实现低碳发电。因此，发展适应于主动配电网规划的关键技术，具有重要的理论意义和实际意义。
目前，国内外学者主要从以下三方面对主动配电网规划进行研究。第一方面，仅对分布式电源(Distributed Generation，DG)进行规划；第二方面，对分布式和储能联合规划；第三方面，对分布式电源和需求侧响应联合规划。
需求侧响应措施，作为一种有效的促进可再生能源渗透率的措施，在主动配电网中得到越来越多的应用。而以上提到的规划需求侧响应的文章中，并没有计及需求侧响应的不确定性，而在电力系统的运行过程中，实施需求侧响应措施会使得用户负荷与系统预测负荷相比发生变化。由于电价变化而引发的用户负荷变动是难以直接量测和估计的，其变动值与需求侧弹性(随单位电价变动而产生的用户负荷变化)取值范围密切相关。因此，有必要运用需求侧的弹性取值表示负荷的不确定性。
综上所述，有必要发明一种计及需求侧不确定性的主动配电网规划方法，以解决配电网规划中存在的诸多问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种精确性高、考虑因素全面、实用性高的计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法。
为了解决上述存在的技术问题实现发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，该方法内容包括如下步骤：
(1)计及风力发电及光伏发电的不确定性，建立风电机组和光伏电池的时序模型；
(2)计及负荷用电的随机性，建立负荷的时序模型；
(3)对直接负荷控制类型的需求侧响应不确定性进行分析，构建其成本函数；
(4)构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的上层规划模型，并采用差分进化算法对上层规划模型进行求解；
(5)构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的下层规划模型并采用非支配排序遗传算法对下层规划模型进行求解。
由于采用上述技术方案，本发明提供的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，与现有技术相比具有这样的有益效果：
主动配电网具有控制分布式发电、储能和需求响应资源的系统，电网能够使用灵活的网络拓扑结构来管理潮流。在主动配电网中，负荷不再是不可调控的“刚性资源”，而可以通过需求侧管理措施主动参与到配电网运行中。近年来随着需求侧管理工作的不断深入开展，用户的需求侧响应行为已经成为平抑负荷随机性对电力系统运营不利影响的重要手段。在电力系统的运行过程中，实施需求侧响应措施会使得用户负荷与系统预测负荷相比发生变化，而这个变化是不确定的，与用户负荷需求弹性的取值区间直接相关。因此，在主动配电网规划阶段，考虑需求侧响应的不确定性具有现实意义，实用性与创新性并存。
分布式电源和需求侧响应作为源和荷是主动配电网的重要组成部分。在配电网规划阶段，分布式电源与需求侧响应同时优化，不仅能减小分布式电源大量并网对电网造成的冲击，实现可再生能源的充分利用和碳排放的最小化，还能提高配电网的经济性。
同时，日益凸显的生态环境问题及我国节能减排的宏观战略目标亟需电力能源工业加速推进低碳化转型。本发明以提高分布式电源渗透率为规划目标，能够极大提升配电系统对可再生能源消纳，减缓配电网重建速度，对于支撑我国低碳经济发展具有重要战略意义。而且，本发明运用双层规划方法进行建模，对主动配电网进行规划，能有效降低配电网的综合费用，更加符合主动配电网的运行特性，实用性强。
附图说明
图1是风电时序出力特性曲线示意图；
图2是光伏发电时序出力特性曲线示意图；
图3是负荷时序模型图：
(a)居民负荷时序模型图；
(b)商业负荷时序模型图；
(c)工业负荷时序模型图；
图4是用户削荷与补偿之间的关系示意图；
图5是本发明方法的总体流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
本发明方法是在需求侧响应参与主动配电网的削峰填谷，而且在此过程中，需求侧响应的削减量随补偿值的变化而变化的背景下提出的。
本发明的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其总体流程图如图5所示，该方法内容包括如下步骤：
(1)计及风力发电及光伏发电的不确定性，建立风电机组和光伏电池的时序模型；
在步骤(1)中，所述建立风电机组和光伏电池的时序模型，其具体过程如下：
风力发电主要受风速的影响，光伏发电主要受光照强度的影响，而风速和光照强度均具有随机性，受季节影响较大。因此，本步骤中，分别在春、夏、秋、冬四个不同季节选取四个典型日，然后根据气象部门资料，搜集整理得出不同季节的风力发电时序特性曲线和光伏发电时序特性曲线，如图1和图2所示；最后分别根据时序特性曲线建立时序模型。
(2)计及负荷用电的随机性，建立负荷的时序模型；
在步骤(2)中，所述建立负荷的时序模型的具体过程如下：
由于不同类型负荷具有不同特性，所以其用电时序性差异较大。而且，各个类型负荷在不同季节的用电量也有较大差异。例如：居民负荷在夏季的用电量均高于其他季节；而商业负荷由于商业活动较稳定，其四季用电量差异不大；工业负荷虽然存在季节差异，各季节间却具有相同的规律。因此，本发明将负荷分为居民负荷、商业负荷和工业负荷三类，并考虑每种负荷的时序特性，参照绘制电力曲线的方法，绘制出负荷时序模型，如图3所示，(a)是居民负荷时序模型图；(b)是商业负荷时序模型图；(c)是工业负荷时序模型图。
(3)对直接负荷控制类型的需求侧响应不确定性进行分析，构建其成本函数；
在步骤(3)中，所述直接负荷控制类型的需求侧响应是指一种负荷整形的需求侧响应措施，由电力公司在峰荷时段利用监控信号切断受控负荷与系统的联系，从而降低峰荷，提高负荷率，并尽可能降低对电力公司和用户的影响。其用户削减量与用户削减支付额的关系如附图4所示。需求侧响应措施有多种，本发明涉及其中较为普遍的一种，即在一定负荷削减量时，电力公司的支付额为一定值，超过某一削减额后，随着用户的削减额增加，电力公司需要支付的费用增大。
根据用户削减额与补偿之间的关系，可得需求侧响应成本为：
式中，qjxmin为用户最小削减量，cini,j为qjxmin的对应支付额，ξi为直线斜率，σjx为是否启用该负荷削减量的变量。
(4)构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的上层规划模型，并采用差分进化算法对上层规划模型进行求解；
在步骤(4)中，所述上层规划模型包括上层目标函数和上层约束条件，具体的建模过程如下：
上层目标函数为：
系统投资运行综合费用最小＝线路投资成本+DG投资费用+DG运行维护费用+AND向上级电网购电费用+需求侧管理费用
minf1＝CL+CI+COM+CP+CDSM (2)
式中各项分别阐述如下：
1、线路投资成本CL：
式中，k为馈线类型标识；为馈线的投资决策变量；为候选集合；为投资成本系数；Lt,ij为在第t年候选馈线ij长度。
2、折算到每年的DG固定投资费CI：
式中，分别表示风力发电机(Wind TurbineGenerator，WTG)、光电发电机(Photovoltaic Generator，PVG)的现值转等年值系数，其中，d为贴现率，yWTG和yPVG分别为WTG和PVG的经济使用年限；Nbus表示配电网的节点数；和分别表示安装在节点i的WTG和PVG的单位容量固定投资成本；和分别表示安装在节点i处WTG和PVG的额定容量。
3、DG年运行维护费COM：
式中，NS表示ADN的运行场景数；ts＝8760ps表示一年中第s个场景的持续时间，其中，ps表示第s个场景发生的概率；和分别表示安装在节点i的WTG和PVG发出单位电量的运行维护成本；PWTG,i,s和PWTG,i,s分别表示安装在节点i的WTG和PVG在场景s的有功出力。
4、向上级电网购电费CP。
式中，Psub,s表示变电站在第s个场景的有功功率；ρS表示ADN在第s个场景向上级电网购电的单位购电成本。
5、需求侧管理费用CDSM：
上层约束条件为：
1、待选节点撞击容量约束；
2、节点电压约束；
3、馈线容量约束；
4、线路选型约束；
5、辐射状约束；
6、需求侧弹性约束；
由于前五项均为常规约束，在此不作赘述。仅对第六项进行介绍。
需求侧弹性约束为：
ez＝0.5(en+em) (9)
ea＝0.5(em-en) (10)
θ0+θ'jx≥Δξjajx (14)
θ′jx≥0 (15)
θ0≥0 (16)
ajx≥0 (17)
式中：ajx为拉格朗日系数。其他各项含义以上皆有涉及，在此不作赘述。
所述采用差分进化算法对上层规划模型进行求解，其内容包括如下步骤：：
步骤1：输入ADN的线路参数、节点参数、DG参数、规划参数等，初始化各算法的参数；
步骤2：按照步骤(1)和(2)所构建的DG时序模型和负荷时序模型，进行多场景构建；
步骤3：置DEA迭代次数，G＝0；
步骤4：初始化DEA的种群，采用整数编码方式对DEA进行编码,利用随机数随机产生初始种群，种群中的每个个体代表一种规划方案；
步骤5：DEA的个体适应度值计算。
(5)构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的下层规划模型，并采用非支配排序遗传算法对下层规划模型进行求解；
所述下层规划模型包括下层目标函数和下层约束条件，具体的建模过程如下：
下层目标函数为：
弃风弃光成本最小＝弃风成本+弃光成本
1、弃风成本
2、弃光成本
式中，分别为WTG弃电量、PVG弃电量；分别为WTG弃风惩罚价格、PVG弃电惩罚价格。
下层约束条件为：
1、风电即光伏弃风弃电约束；
2、功率平衡约束；
3、风机的运行约束；
4、光伏的运行约束。
所述采用非支配排序遗传算法对下层规划模型进行求解，其内容包括如下步骤：
步骤1：种群初始化。首先对用户最大负荷、分时电价设置、各类电源的发电出力等优化变量采用实数编码；
步骤2：选择、变异和交叉操作。通过拥挤距离计算得到每个个体的拥挤距离并进行排序，选择较为不拥挤的个体为精英群体E0；采用正态分布交叉(NDX)算子进行正态分布的变异操作，生成父代种群Gt和子代种群Bt；
步骤3：精英策略。将父代种群Gt和由父代种群交叉变异所得子代种群Bt进行种群合并Gt∪Bt，这样做的目的是保留父代种群中的优秀个体；
设父代和子代种群数量为M，则此时种群数量为2M，将合集保存为GB，进行非支配和拥挤距离计算，去除重复个体，则可能出现三种情况：①若GB数量上超过M，则测算拥挤距离并选取较大者进入Gt+1，直到数量等于M；②若GB数量上小于M，则先将GB全部转入Gt+1，在下一非支配集中选取拥挤距离较大者递补进入t+1，直到数量等于M；③GB数量等于M，直接将GB转入Gt+1；
步骤4：循环，生成新的种群，进化计算至T代，输出Gt+1。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：
(1)计及风力发电及光伏发电的不确定性，建立风电机组和光伏电池的时序模型；
(2)计及负荷用电的随机性，建立负荷的时序模型；
(3)对直接负荷控制类型的需求侧响应不确定性进行分析，构建其成本函数；
(4)构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的上层规划模型，并采用差分进化算法对上层规划模型进行求解；
(5)构建计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划的下层规划模型并采用非支配排序遗传算法对下层规划模型进行求解。
2.根据权利要求1所述的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：在步骤(1)中，所述建立风电机组和光伏电池的时序模型，其具体过程如下：
分别在春、夏、秋、冬四个不同季节选取四个典型日，然后根据气象部门资料，搜集整理得出不同季节的风力发电时序特性曲线和光伏发电时序特性曲线，最后分别根据时序特性曲线建立时序模型。
3.根据权利要求1所述的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：在步骤(2)中，所述建立负荷的时序模型的具体过程如下：
将负荷分为居民负荷、商业负荷和工业负荷三类，并考虑每种负荷的时序特性，参照绘制电力曲线的方法，绘制出负荷时序模型。
4.根据权利要求1所述的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述直接负荷控制类型的需求侧响应是指一种负荷整形的需求侧响应措施，由电力公司在峰荷时段利用监控信号切断受控负荷与系统的联系，从而降低峰荷，提高负荷率，并尽可能降低对电力公司和用户的影响；
根据用户削减额与补偿之间的关系，可得需求侧响应成本为：
式中，qjxmin为用户最小削减量，cini,j为qjxmin的对应支付额，ξi为直线斜率，σjx为是否启用该负荷削减量的变量。
5.根据权利要求1所述的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述上层规划模型包括上层目标函数和上层约束条件，具体的建模过程如下：
上层目标函数为：
系统投资运行综合费用最小＝线路投资成本+分布式电源投资费用+分布式电源运行维护费用+主动配电网向上级电网购电费用+需求侧管理费用
minf1＝CL+CI+COM+CP+CDSM (2)
式中各项分别阐述如下：
(1)线路投资成本CL：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>L</mi> </msub> <mo>=</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>k</mi> </munder> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <msubsup> <mi>Z</mi> <mi>t</mi> <mrow> <mi>f</mi> <mi>e</mi> <mi>e</mi> <mi>d</mi> <mi>e</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msubsup> </mrow> </munder> <msubsup> <mi>c</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> <mrow> <mi>f</mi> <mi>e</mi> <mi>e</mi> <mi>d</mi> <mi>e</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msubsup> <msubsup> <mi>x</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>j</mi> <mo>,</mo> <mi>k</mi> </mrow> <mrow> <mi>f</mi> <mi>e</mi> <mi>e</mi> <mi>d</mi> <mi>e</mi> <mi>r</mi> </mrow> </msubsup> <msub> <mi>L</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，k为馈线类型标识；为馈线的投资决策变量；为候选集合；为投资成本系数；Lt,ij为在第t年候选馈线ij长度。
(2)折算到每年的分布式电源固定投资费CI：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>I</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msub> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>c</mi> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>I</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>r</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>R</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msub> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <mrow> <mi>b</mi> <mi>u</mi> <mi>s</mi> </mrow> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>c</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>I</mi> </msubsup> <msubsup> <mi>P</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mi>r</mi> </msubsup> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，分别表示风力发电机、光电发电机的现值转等年值系数，其中，d为贴现率，yWTG和yPVG分别为风力发电机和光电发电机的经济使用年限；Nbus表示配电网的节点数；和分别表示安装在节点i的风力发电机和光电发电机的单位容量固定投资成本；和分别表示安装在节点i处风力发电机和光电发电机的额定容量。
(3)分布式电源年运行维护费COM：
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>O</mi> <mi>M</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>s</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <mi>S</mi> </msub> </munderover> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>n</mi> <mrow> <mi>B</mi> <mi>U</mi> <mi>S</mi> </mrow> </msub> </munderover> <mrow> <mo>(</mo> <msubsup> <mi>c</mi> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mrow> <mi>O</mi> <mi>M</mi> </mrow> </msubsup> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mrow> <mi>O</mi> <mi>M</mi> </mrow> </msubsup> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>t</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>5</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，NS表示主动配电网的运行场景数；ts＝8760ps表示一年中第s个场景的持续时间，其中，ps表示第s个场景发生的概率；和分别表示安装在节点i的风力发电机和光电发电机发出单位电量的运行维护成本；PWTG,i,s和PWTG,i,s分别表示安装在节点i的风力发电机和光电发电机在场景s的有功出力。
(4)向上级电网购电费CP。
<mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>P</mi> </msub> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>S</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <msub> <mi>N</mi> <mi>S</mi> </msub> </munderover> <msub> <mi>&amp;rho;</mi> <mi>S</mi> </msub> <msub> <mi>P</mi> <mrow> <mi>s</mi> <mi>u</mi> <mi>b</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>t</mi> <mi>s</mi> </msub> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>6</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，Psub,s表示变电站在第s个场景的有功功率；ρS表示主动配电网在第s个场景向上级电网购电的单位购电成本。
(5)需求侧管理费用CDSM：
<mrow> <mtable> <mtr> <mtd> <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mrow> <mi>D</mi> <mi>L</mi> <mi>C</mi> </mrow> </msub> <mo>=</mo> <munder> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>j</mi> </munder> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <mn>0.5</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;xi;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;&amp;xi;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>&amp;rsqb;</mo> <msub> <mi>q</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> <mtr> <mtd> <mrow> <mo>+</mo> <munder> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>j</mi> </munder> <msub> <mi>c</mi> <mrow> <mi>i</mi> <mi>n</mi> <mi>i</mi> <mo>,</mo> <mi>j</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>q</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>x</mi> <mi>min</mi> </mrow> </msub> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> <mo>+</mo> <munder> <mi>&amp;Sigma;</mi> <mi>j</mi> </munder> <mn>0.5</mn> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>&amp;xi;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;Delta;&amp;xi;</mi> <mi>i</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msubsup> <mi>q</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>x</mi> <mi>max</mi> </mrow> <mn>2</mn> </msubsup> <msub> <mi>&amp;sigma;</mi> <mrow> <mi>j</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mtd> </mtr> </mtable> <mo>;</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>7</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
上层约束条件为：
(1)待选节点撞击容量约束；
(2)节点电压约束；
(3)馈线容量约束；
(4)线路选型约束；
(5)辐射状约束；
(6)需求侧弹性约束；
其中前五项均为常规约束；
需求侧弹性约束为：
<mrow> <mo>&amp;Pi;</mo> <mo>=</mo> <mo>{</mo> <msub> <mi>e</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>=</mo> <msub> <mi>e</mi> <mi>z</mi> </msub> <mo>+</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>t</mi> </msub> <msub> <mi>e</mi> <mi>a</mi> </msub> <mo>,</mo> <mo>|</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>|</mo> <mo>&amp;le;</mo> <mn>1</mn> <mo>;</mo> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>t</mi> </munder> <mo>|</mo> <msub> <mi>&amp;lambda;</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>|</mo> <mo>&amp;le;</mo> <mi>&amp;Gamma;</mi> <mo>}</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>8</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
ez＝0.5(en+em) (9)
ea＝0.5(em-en) (10)
<mrow> <mi>&amp;Gamma;</mi> <mo>=</mo> <mi>T</mi> <mi>&amp;omega;</mi> <mo>+</mo> <mi>&amp;Phi;</mi> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <mi>&amp;alpha;</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mrow> <mo>-</mo> <mn>1</mn> </mrow> </msup> <msqrt> <mi>T</mi> </msqrt> <mi>&amp;eta;</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>12</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
<mrow> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mi>t</mi> </munder> <mfrac> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>e</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>-</mo> <msub> <mi>e</mi> <mi>z</mi> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>e</mi> <mi>a</mi> </msub> </mfrac> <mo>&amp;le;</mo> <mi>&amp;Gamma;</mi> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>13</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
θ0+θ'jx≥Δξjajx (14)
θ′jx≥0 (15)
θ0≥0 (16)
ajx≥0 (17)
式中：ajx为拉格朗日系数。
6.根据权利要求1所述的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：在步骤(4)中，所述采用差分进化算法对上层规划模型进行求解，其内容包括如下步骤：：
步骤1：输入主动配电网的线路参数、节点参数、分布式电源参数、规划参数等，初始化各算法的参数；
步骤2：按照步骤(1)和(2)所构建的分布式电源时序模型和负荷时序模型，进行多场景构建；
步骤3：置DEA迭代次数，G＝0；
步骤4：初始化DEA的种群，采用整数编码方式对DEA进行编码,利用随机数随机产生初始种群，种群中的每个个体代表一种规划方案；
步骤5：DEA的个体适应度值计算。
7.根据权利要求1所述的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述下层规划模型包括下层目标函数和下层约束条件，具体的建模过程如下：
下层目标函数为：
弃风弃光成本最小＝弃风成本+弃光成本
<mrow> <mi>min</mi> <mi> </mi> <msub> <mi>f</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>=</mo> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> </mrow> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <mo>+</mo> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> </mrow> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>18</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
(1)弃风成本
<mrow> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> </mrow> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>h</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>H</mi> </munderover> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <msubsup> <mi>z</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> </mrow> </munder> <msubsup> <mi>c</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>h</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> </mrow> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <msubsup> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>h</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mrow> <mi>W</mi> <mi>T</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>19</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> 3
(2)弃光成本
<mrow> <msubsup> <mi>C</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> </mrow> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <mo>=</mo> <munderover> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>h</mi> <mo>=</mo> <mn>1</mn> </mrow> <mi>H</mi> </munderover> <munder> <mo>&amp;Sigma;</mo> <mrow> <mi>i</mi> <mo>&amp;Element;</mo> <msubsup> <mi>z</mi> <mi>s</mi> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> </mrow> </munder> <msubsup> <mi>c</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>h</mi> <mo>,</mo> <mi>c</mi> <mi>u</mi> <mi>r</mi> </mrow> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <msubsup> <mi>&amp;Delta;P</mi> <mrow> <mi>t</mi> <mo>,</mo> <mi>h</mi> <mo>,</mo> <mi>s</mi> <mo>,</mo> <mi>i</mi> </mrow> <mrow> <mi>P</mi> <mi>V</mi> <mi>G</mi> </mrow> </msubsup> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mo>-</mo> <mrow> <mo>(</mo> <mn>20</mn> <mo>)</mo> </mrow> </mrow>
式中，分别为风力发电机弃电量、PVG弃电量；分别为风力发电机弃风惩罚价格、光电发电机弃电惩罚价格；
下层约束条件为：
(1)风电即光伏弃风弃电约束；
(2)功率平衡约束；
(3)风机的运行约束；
(4)光伏的运行约束。
8.根据权利要求1所述的一种计及需求侧响应不确定性的主动配电网双层规划方法，其特征在于：在步骤(5)中，所述采用非支配排序遗传算法对下层规划模型进行求解，其内容包括如下步骤：
步骤1：种群初始化。首先对用户最大负荷、分时电价设置、各类电源的发电出力等优化变量采用实数编码；
步骤2：选择、变异和交叉操作。通过拥挤距离计算得到每个个体的拥挤距离并进行排序，选择较为不拥挤的个体为精英群体E0；采用正态分布交叉算子进行正态分布的变异操作，生成父代种群Gt和子代种群Bt；
步骤3：精英策略。将父代种群Gt和由父代种群交叉变异所得子代种群Bt进行种群合并Gt∪Bt，这样做的目的是保留父代种群中的优秀个体；
设父代和子代种群数量为M，则此时种群数量为2M，将合集保存为GB，进行非支配和拥挤距离计算，去除重复个体，则可能出现三种情况：①若GB数量上超过M，则测算拥挤距离并选取较大者进入Gt+1，直到数量等于M；②若GB数量上小于M，则先将GB全部转入Gt+1，在下一非支配集中选取拥挤距离较大者递补进入t+1，直到数量等于M；③GB数量等于M，直接将GB转入Gt+1；
步骤4：循环，生成新的种群，进化计算至T代，输出Gt+1。
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