CN109670981A - 基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法 - Google Patents

Abstract

一种基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，包括：基于蒙特卡洛模拟和K‑Means聚类算法对配电网运行场景进行缩减，得到四个典型日的分布式电源出力曲线；搭建有源配电网优化规划的框架，包括：配电网网架结构规划、分布式电源规划和用户负荷响应机制；对有源配电网优化规划进行建模并求解，包括分别建立和求解配电网网架建设优化模型和分布式电源规划模型，以及建立固定经济调度策略。本发明在运行层面进行了优化，实现了双层优化。

Description

基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法

技术领域

本发明涉及一种主动配电网规划方法。特别是涉及一种基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法。

背景技术

分布式发电是可再生能源的高效利用方式，这一利用方式使得传统只承担电能分配的配电系统转变为集电能产生、输送、分配、存储、利用与一体的综合电力交换系统，为配电系统规划、调度、运维、营销等多个环节均带来了革命性的变化。规划是配电系统各项工作的源头，率先研究有源配电系统规划问题，对分布式可再生能源发电与配电系统之间的协调配置与运行有十分重要的意义。

由于传统配电系统为无源结构，其优化规划重点解决的是如何通过恒定容量的设备来适应固定特征的负荷，是在规划阶段解决运行问题，主要规划思路则是针对尖(高)峰负荷时刻用户的安全可靠供电需求确定网络结构并配置设备容量。然而，对于有源配电系统而言，分布式发电与可控负荷在时序上存在着差异化的不确定性，从而决定了传统针对某一负荷断面的规划方法将无法适用，需要在处理规划问题的同时深入研究运行环节的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能够更为科学有效地对有源配电网进行规划的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法。

本发明所采用的技术方案是：一种基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，包括如下步骤：

(1)基于智能算法对配电网运行场景进行缩减，得到分布式电源出力曲线；

(2)搭建有源配电网优化规划的框架；

(3)对有源配电网优化规划进行建模并求解。

所述对有源配电网优化规划进行建模并求解包括分别建立和求解配电网网架建设优化模型和分布式电源规划模型，以及建立固定经济调度策略；

所述的配电网网架建设优化模型表示如下：

其中，F表示配电网公司建设网架的费用，d为贴现率，m为线路的使用年限，x_ij表示节点i与节点j间线路的建设情况，当x_ij取值为1时表示节点i与节点j间的线路投入建设，当x_ij取值为0时则表示不进行建设，L_ij表示节点i与节点j间线路的长度，C_line表示单位长度线路的建设费用，n_s表示第s个运行场景在全年中出现的天数，C_op.s表示第s个运行场景下配电网1天24小时的运行成本；

所述的分布式电源规划模型表示如下：

其中，Z表示分布式电源投资收益，模型的第一部分表示用户通过投建分布式电源满足自己的用电需求从而减少向配电公司购电所需的电费成本，C_buy表示用户向配电公司的单位购电费用，表示r用户建设的分布式电源在场景s情况下t时刻的发电功率，表示r用户在场景s情况下t时刻的需求功率，s表示场景，t表示时间，T表示时间上限；模型的第二部分表示用户将剩余的分布式电源通过上网方式出售给配电公司获得的收益，C_DG为配电公司向用户购电的单位电价；模型的第三部分表示用户建设分布式电源成本的等年值，d为贴现率，m为线路的使用年限，表示第k种分布式电源的单位建设成本，为决策变量，当取值为1时表示在r用户建设k种分布式电源，反之则不进行建设，表示r用户建设的k种分布式电源容量；模型的第四部分表示分布式电源的发电成本，C_op表示分布式电源的单位发电成本；

所述的固定经济调度策略是，将等效负荷值高于等效负荷曲线平均值时刻的可平移负荷平移至负荷量低于等效负荷曲线平均值的时刻，完成可平移负荷调度后，对仍高于等效负荷曲线平均值时刻的负荷进行削减。

所述智能算法为蒙特卡洛模拟和K-Means聚类算法，所述分布式电源出力曲线为四个典型日的分布式电源出力曲线。

所述有源配电网优化规划的框架包括配电网网架结构规划、分布式电源规划和用户负荷响应机制。

所述的配电网网架结构规划是，采用单联络建设模式，每条电源馈线仅由一条联络线与其他馈线相连，在运行环节中，通过断开联络开关得到基本辐射运行网络结构；

所述的分布式电源规划是，由用户投建的分布式电源采用自发自用、余电上网的用电模式，用户的收益除了用户负荷使用的电量所节约的电价支出以外，配电公司对用户上网部分的电量也进行一定的电费补贴；

所述的用户负荷响应机制是，用户放弃部分负荷的使用获得符合高于预期的经济补偿，配电公司通过给予用户电价补贴和切负荷赔偿改变负荷的时序特性而减少配电网的运行成本而获利，双方都具有执行该调度计划的意愿而达成交易合作关系。

采用破圈法和粒子群算法对配电网网架建设优化模型进行求解，包括：

1)生成基于破圈法的单联络网络；

2)利用粒子群算法对基于破圈法的单联络网络进行优化；

并采用粒子群算法对分布式电源规划模型进行求解。

第1)步所述的生成基于破圈法的单联络网络，包括：

1.1)将所有电源节点编号为1，根据网络拓扑结构的自然网孔生成圈集；

1.2)将连接不同电源节点的两条联络线归为一组，则任意四个电源节点间的联络线分为三个组，生成任意两节点间不经过其他电源节点、与同组联络线不相交的初始联络线方案，每条联络线中包含的线路组成一个联络线集合，每条联络线的存在状态为1；

1.3)随机选择第p个一类圈中的任意一条线路进行破圈操作，根据网络结构的变化更新其余一类圈和联络线的线路集合；

1.4)计算每条联络线的线路集合中电源节点的出度，若电源节点的出度数目大于2则证明该联络线经过3个以上电源节点，这两个电源节点间不存在直接联络线，该联络线的存在状态为0，并删除该线路集合；

1.5)判断每条联络线是否相交，若相交则设其中任意一条联络线状态为0，并删除该条联络线的线路集合；

1.6)判断各组联络线的存在情况，若每组联络线中至多存在1条联络线则放弃对所选线路的开断操作，从该圈集中重新选择一条线路，并重复第1.4)步—第1.5)步，否则判断是否对所有一类圈都进行了破圈操作，若不是，则令i＝i+1，并执行第1.3)步，若是，则执行第1.7)步；

1.7)根据各组联络线的存在情况，对仅存在一条联络线的联络线组进行破圈操作即生成单联络网络，其中可选线路为该联络组中的一条联络线与另两条联络线中非共有的线路。

1.8)随机选取单联络网络中的两条联络线中的一段线路作为联络开关安装地点。

当固定经济调度策略运行后，通过下式得到配电网的运行成本：

其中，运行成本的第一部分表示配电公司从用户处购买的电量成本；运行成本中的第二部分表示配电公司从主网的购电成本；运行成本中的第三部分和第四部分是配电网调度用户可平移负荷和可削减负荷给予用户的电价补贴成本，

式中，C_op.s表示配电网的运行成本，t表示时间，Δt表示间隔时间，c^DG表示建设成本，r表示用户，表示r用户建设的分布式电源在t时刻的发电功率，表示r用户在t时刻的需求功率，c^up表示单位功率的上网费用，表示r用户t时刻的上网功率，c^dec表示可平移负荷的电价补贴成本，表示r用户t时刻的可平移负荷量，c^DR可削减负荷的电价补贴成本，表示r用户t时刻k种分布式电源的可削减负荷量。

本发明的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，针对有源配电系统的分布式发电和可控负荷的多运行场景，建立含分布式发电和可控负荷的有源配电系统规划与运行双层交替优化模型，基于博弈理论和人工智能算法提出相应的优化求解方法，以期切实有效地支撑有源配电网系统的发展。分布式电源和用户需求响应机制的引入使有源配电网的规划问题更为复杂，必须结合配电网的运行层面进行研究，因此本发明在运行层面进行了优化，实现了双层优化。

附图说明

图1是本发明中分布式电源出力场景聚类流程图；

图2是本发明中配电网规划模型求解流程图；

图3是本发明中简单配电网结构示意图；

图4a是本发明中电源节点第一种连接情况；

图4b是本发明中电源节点第二种连接情况；

图5是本发明的节点算例示意图；

图6是本发明的配电网建设方案示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法做出详细说明。

本发明的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，包括如下步骤：

(1)基于蒙特卡洛模拟和K-Means聚类算法对配电网运行场景进行缩减，得到四个典型日的分布式电源出力曲线；

如图1所示，首先根据某地区的风速数据和光照强度的历史数据计算各时段风速和光照，然后采用蒙特卡洛模拟法对各个时段的风速和光照强度进行抽样，进而得到风机和光伏发电的输出功率，最后采用K-Means算法对模拟得到的风机、光伏发电的输出功率进行聚类，得到四个典型日的分布式电源出力曲线。其中，蒙特卡洛模拟法得到的结果具有一定的随机性，但随着模拟的次数增多，模拟结果越接近实际情况。当模拟次数达到5000次时，模拟结果基本稳定。

(2)搭建有源配电网优化规划的框架，包括：配电网网架结构规划、分布式电源规划和用户负荷响应机制；其中，

综合考虑配电网建设的可靠性和经济性要求，针对不同电压等级和负荷重要性，配电网闭环建设方案还可细分为单联络、多分段多联络等多种建设方式。本发明所述的配电网网架结构规划是，采用单联络建设模式，每条电源馈线仅由一条联络线与其他馈线相连，在运行环节中，通过断开联络开关得到基本辐射运行网络结构。

对于用电需求较大的用户而言，投建适量的分布式电源，在满足自己的用电需求、减少用电成本的同时还能与配电公司签订分布式电源上网协议，将分布式电源剩余的发电量出售给配电公司供给其他负荷。对于配电公司而言，用户自行投建分布式电源，将电能的生产过程同使用环节紧密结合在一起，省略了电能的输、配送环节，极大地减少配电网的网络损耗，降低配电网的运营成本。从供电的可靠性角度来看，分布式电源的投建还能在一定程度上起到支撑电网的作用，在上级线路故障的情况下维持该区域内的供电需求。综合考虑配电公司和用户的利益，本发明所述的分布式电源规划是，由用户投建的分布式电源采用自发自用、余电上网的用电模式，用户的收益除了用户负荷使用的电量所节约的电价支出以外，配电公司对用户上网部分的电量也进行一定的电费补贴。

用户的负荷主要可分为不可控负荷、可平移负荷和可削减负荷三种类型。不可控负荷、可平移负荷和可削减负荷对用户日常生活的重要性及用户对电价激励的响应行为是配电网进行经济调度的基础。配电网通过调度用户负荷的使用情况能够提高分布式电源有功出力的利用率，减少从主网购电的电量和电能在配电网中传输的损耗成本，这是配电网进行经济调度的调度收益。而配电公司调度用户负荷所需给予的电价补贴和切负荷赔偿是配电网进行经济调度的调度成本。本发明所述的用户负荷响应机制是，用户因改变自己的用电习惯甚至放弃部分负荷的使用获得符合高于预期的经济补偿，配电公司通过给予用户电价补贴和切负荷赔偿改变负荷的时序特性而减少配电网的运行成本而获利，双方都具有执行该调度计划的意愿而达成交易合作关系。

在以上三层的有源配电网优化规划框架中，用户的分布式电源建设方案是基于配电网的网架结构建设方案提出的，配电网的经济调度方案又因网架结构和分布式电源建设方案不同而变化，同时配电公司的调度结果决定了配电公司的运行成本和用户的分布式电源建设收益，是网架结构和分布式电源建设方案经济性指标中的重要组成部分，在三层有源配电网优化规划框架的不断迭代求解过程中，配电公司与用户之间不断进行决策博弈，最终达到双方利益最大化的建设运行方案。三层有源配电网优化规划框架的优化流程如图2所示。

根据图2所示流程图，本发明将分别对配电网网架建设、分布式电源建设和配电网的经济调度策略三个层面建立数学模型，并针对每个层面的优化问题提出相应的解决算法。

(3)对有源配电网优化规划进行建模并求解，包括分别建立和求解配电网网架建设优化模型和分布式电源规划模型，以及建立固定经济调度策略；其中，

(3.1)在配电网的网架建设方案选取中，主要从配电公司的利益角度出发，使配电公司的建设、运营综合成本最小。因此，网架建设层面的目标函数主要可分为两个部分，配电网的建设成本和运行成本。由于配电公司以上网电价补贴的方式将分布式电源交由大型用电用户投建，因此配电公司在配电网的建设成本中只计及线路的建设成本，而配电公司的运行成本中既包含了配电公司的购电成本，同时也包括配电公司调度用户负荷所需支出的电价补助成本。其中，配电公司的购电成本又可细分为从主网购电的购电成本和从用户投建的分布式电源中的购电成本。所述的配电网网架建设优化模型表示如下：

其中，F表示配电网公司建设网架的费用，d为贴现率，m为线路的使用年限，x_ij表示节点i与节点j间线路的建设情况，当x_ij取值为1时表示节点i与节点j间的线路投入建设，当x_ij取值为0时则表示不进行建设，L_ij表示节点i与节点j间线路的长度，C_line表示单位长度线路的建设费用，n_s表示第s个运行场景在全年中出现的天数，C_op.s表示第s个运行场景下配电网1天24小时的运行成本；

采用破圈法和粒子群算法对配电网网架建设优化模型进行求解，破圈法主要应用于树的生成，对配电网的辐射网络建设方案的生成具有一定的指导作用。本发明对破圈法进行了一定的改进，在破除一类圈的同时，根据单联络网络的特点保留一定数量的二类圈，下面将通过图3进行说明本发明改进的破圈法。

首先根据图3中的自然网孔可以得到7个一类圈，如图中数字所示。由于单联络网络结构中每条馈线(电源节点)都必须且仅通过一条联络线与另一个电源节点相连，所以在最终形成的网络拓扑结构中，共包含两个二类圈，且每个电源节点仅存在于一个二类圈中。

根据辐射网络中线路数目与节点数目的关系可知，在对7个一类圈进行破圈操作后，将形成3条联络线，根据电源节点的出度数目的不同，可分为以下两种情况：一是出现电源节点的出度数目为3的情况，如图4a所示；二是电源节点的出度数目均小于等于2，如图4b所示。

单联络网络拓扑结构不允许第一种情况的出现，但第二种情况中只需对多余联络线进行开断即可形成可行的单联络建设方案。为了防止第一种情况出现，在进行破圈操作的过程中需要不断地跟踪检测不同电源节点间联络线的存在情况，保证网络中始终存在两条不相交的联络线。当破圈操作过程中，对网络中唯一存在的两条不相交的联络线进行开断时，即放弃对该线路的开断，从当前操作的圈集中重新选择一条线路开断，确保能生成单联络网络结构。

改进破圈法的基本操作流程包括：

1)生成基于破圈法的单联络网络；所述的生成基于破圈法的单联络网络，包括：

1.1)将所有电源节点编号为1，根据网络拓扑结构的自然网孔生成圈集；

1.2)将连接不同电源节点的两条联络线归为一组，则任意四个电源节点间的联络线分为三个组，生成任意两节点间不经过其他电源节点、与同组联络线不相交的初始联络线方案，每条联络线中包含的线路组成一个联络线集合，每条联络线的存在状态为1；

1.3)随机选择第p个一类圈中的任意一条线路进行破圈操作，根据网络结构的变化更新其余一类圈和联络线的线路集合；

1.4)计算每条联络线的线路集合中电源节点的出度，若电源节点的出度数目大于2则证明该联络线经过3个以上电源节点，这两个电源节点间不存在直接联络线，该联络线的存在状态为0，并删除该线路集合；

1.5)判断每条联络线是否相交，若相交则设其中任意一条联络线状态为0，并删除该条联络线的线路集合；

1.6)判断各组联络线的存在情况，若每组联络线中至多存在1条联络线则放弃对所选线路的开断操作，从该圈集中重新选择一条线路，并重复第1.4)步—第1.5)步，否则判断是否对所有一类圈都进行了破圈操作，若不是，则令i＝i+1，并执行第1.3)步，若是，则执行第1.7)步；

1.7)根据各组联络线的存在情况，对仅存在一条联络线的联络线组进行破圈操作即生成单联络网络，其中可选线路为该联络组中的一条联络线与另两条联络线中非共有的线路。

1.8)随机选取单联络网络中的两条联络线中的一段线路作为联络开关安装地点。

2)利用粒子群算法对基于破圈法的单联络网络进行优化。

本发明在破圈法单联络网络生成方法的基础上采用粒子群算法进行求解，其中每个粒子位置的编码长度等于生成辐射网络所需开断的线路数目，每一位编码的取值均为[0,1]之间的任意数，对应于一个圈回路集合联络线集合中开断线路的选取，具体流程如下。

首先，将每个回路集合或联络线集合中的线路按一定顺序排序，然后按照式(2)选择集合中的第k条线路进行开断。接着判断该条线路的开断是否会导致无法生成单联络网络结构的建设方案，若是则将该线路从线路决策集中去除，更新该决策集的大小并根据式(2)重新选择开断的线路。完成对该回路集合后，选择下一个回路集合或联络线集合进行相同的操作，直至生成一个辐射网络。

k＝int(r×size(l_i))+1 (2)

根据以上方法，将得到图3所示网络结构生成辐射运行网络所需断开的10条线路，其中，前7条线路在配电网规划中不进行建设，而后两条线路为装有联络开关的线路，在正常运行时通过联络开关的开断形成辐射运行网络，在故障时，合上联络开关即可进行负荷专供。

(3.2)用户规划分布式电源的建设规划方案是以分布式电源的投资收益最大为目标进行决策的，所述的分布式电源规划模型表示如下：

其中，Z表示分布式电源投资收益，模型的第一部分表示用户通过投建分布式电源满足自己的用电需求从而减少向配电公司购电所需的电费成本，C_buy表示用户向配电公司的单位购电费用，表示r用户建设的分布式电源在场景s情况下t时刻的发电功率，表示r用户在场景s情况下t时刻的需求功率，s表示场景，t表示时间，T表示时间上限；模型的第二部分表示用户将剩余的分布式电源通过上网方式出售给配电公司获得的收益，C_DG为配电公司向用户购电的单位电价；模型的第三部分表示用户建设分布式电源成本的等年值，d为贴现率，m为线路的使用年限，表示第k种分布式电源的单位建设成本，为决策变量，当取值为1时表示在r用户建设k种分布式电源，反之则不进行建设，表示r用户建设的k种分布式电源容量；模型的第四部分表示分布式电源的发电成本，C_op表示分布式电源的单位发电成本；

并采用粒子群算法对分布式电源规划模型进行求解。包括：

i粒子群的编码方式

本发明在分布式电源的选址定容优化问题中采用粒子群算法进行求解，对每个用户(负荷节点)建设的分布式电源类型和建设容量进行编码，每位用户的编码长度为2。其中第一位为0/1变量，表示用户投建的分布式电源类型，0代表用户建设的分布式电源类型为光伏电源，1代表用户建设的分布式电源类型为风机；第二位为[0,1]之间的连续变量，代表用户建设分布式电源的容量，0代表用户不建设任何分布式电源，1表示用户建设最大容量的分布式电源。若配电网中一共包含n个用户，则每个粒子的空间位置由一个n×2的矩阵构成，如下所示：

ii粒子位置更新

由于代表每个用户建设分布式电源类型的变量为0/1变量，因此，在对粒子位置更新的过程中，0/1变量所对的位置更新应采用二进制粒子群算法的粒子位置更新方式。

(3.3)一般来说，配电公司进行经济调度主要有以下两个目的：一个是为了使负荷曲线更贴近于分布式电源的出力曲线，最大的利用分布式电源出力，将电能的生产与使用过程紧密地结合起来，减小电能在配电网传输中的能量损耗，另一个是为了平缓负荷曲线，降低用电峰时对配电网的冲击，增加谷时用电负荷量，减少发电机组的停机能量损耗。因此，本发明以负荷曲线与分布式电源出力曲线拟合程度越高和负荷曲线的波动程度越小为目标对用户负荷进行调度。

为了同时实现经济调度的两个目标，首先对分布式电源做等效处理。在本发明建立的数学模型中，将分布式电源视为一个有功、无功出力恒定的PQ节点，也就等同于一个负负荷，与一般负荷不同的是，负负荷消耗的有功和无功功率为负。将分布式电源等效为负负荷后，就能将分布式电源的出力曲线同负荷曲线进行叠加处理，得到配电网等效负荷曲线。

在进行等效处理后，负荷曲线与分布式电源出力曲线拟合程度可由等效负荷曲线的波动程度直观表现出来，对负荷调度的两个目标统一为调节负荷使等效负荷曲线波动程度较小。

所述的固定经济调度策略是，将等效负荷值高于等效负荷曲线平均值时刻的可平移负荷平移至负荷量低于等效负荷曲线平均值的时刻，完成可平移负荷调度后，对仍高于等效负荷曲线平均值时刻的负荷进行削减。在该固定经济调度策略下，能够提高负荷曲线同分布式电源出力曲线的拟合度，同时使每个时刻配电网从主网购买的电量仅可能的平均，对消纳分布式电源有功出力和降低配电网网损成本起到了一定的作用。

当固定经济调度策略运行后，通过下式得到配电网的运行成本：

其中，运行成本的第一部分表示配电公司从用户处购买的电量成本，也是用户建设的分布式电源上网电量部分的收益；运行成本中的第二部分表示配电公司从主网的购电成本；运行成本中的第三部分和第四部分是配电网调度用户可平移负荷和可削减负荷给予用户的电价补贴成本。

式中，C_op.s表示配电网的运行成本，t表示时间，Δt表示间隔时间，c^DG表示建设成本，r表示用户，表示r用户建设的分布式电源在t时刻的发电功率，表示r用户在t时刻的需求功率，c^up表示单位功率的上网费用，表示r用户t时刻的上网功率，c^dec表示可平移负荷的电价补贴成本，表示r用户t时刻的可平移负荷量，c^DR可削减负荷的电价补贴成本，表示r用户t时刻k种分布式电源的可削减负荷量。

下面给出具体实例：

某地区要进行有源配电网的扩展规划，在部分已有线路的基础上对待选线路进行选择，建设一个单联络的配电网拓扑结构。该地已有线路如图5实线部分所示，待选线路为图中虚线部分。该配电网共包含3个变电站，4条电源馈线和60个负荷节点。

其中，风机的切入风速为4m/s，切出风速为20m/s，额定风速为15m/s，光伏的最大有功出力为其建设的额定容量。光伏的单位容量建设成本为420万/MW，使用寿命为20年，风机的单位容量建设成本为230万/MW，使用寿命为15年，分布式电源的发电成本为500元/MW，上网电价为600元/MW，主网购电成本为700元/MW。

本发明通过建立配电网的三层优化模型，在考虑配电网经济调度策略下对有源配电网进行分布式电源与配电网的协同规划，据此计算出本实例的最优方案，求解得到的网架结构如图6所示。

在图6所示的网架结构下，用户建设分布式电源的规划方案如表1所示。

表1分布式电源建设方案

从表1的数据可以看出，进行分布式电源建设的用户均为负荷需求较大的用户，且每个用户投建分布式电源的容量主要以满足自身负荷需求为主，获取配电网的余电上网补贴对用户激励作用较小。

Claims (8)

1.一种基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)基于智能算法对配电网运行场景进行缩减，得到分布式电源出力曲线；

(2)搭建有源配电网优化规划的框架；

(3)对有源配电网优化规划进行建模并求解。

2.根据权利要求1所述的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划装置，其特征在于，所述对有源配电网优化规划进行建模并求解包括分别建立和求解配电网网架建设优化模型和分布式电源规划模型，以及建立固定经济调度策略；

所述的配电网网架建设优化模型表示如下：

其中，F表示配电网公司建设网架的费用，d为贴现率，m为线路的使用年限，x_ij表示节点i与节点j间线路的建设情况，当x_ij取值为1时表示节点i与节点j间的线路投入建设，当x_ij取值为0时则表示不进行建设，L_ij表示节点i与节点j间线路的长度，C_line表示单位长度线路的建设费用，n_s表示第s个运行场景在全年中出现的天数，C_op.s表示第s个运行场景下配电网1天24小时的运行成本；

所述的分布式电源规划模型表示如下：

其中，Z表示分布式电源投资收益，模型的第一部分表示用户通过投建分布式电源满足自己的用电需求从而减少向配电公司购电所需的电费成本，C_buy表示用户向配电公司的单位购电费用，表示r用户建设的分布式电源在场景s情况下t时刻的发电功率，表示r用户在场景s情况下t时刻的需求功率，s表示场景，t表示时间，T表示时间上限；模型的第二部分表示用户将剩余的分布式电源通过上网方式出售给配电公司获得的收益，C_DG为配电公司向用户购电的单位电价；模型的第三部分表示用户建设分布式电源成本的等年值，d为贴现率，m为线路的使用年限，表示第k种分布式电源的单位建设成本，为决策变量，当取值为1时表示在r用户建设k种分布式电源，反之则不进行建设，表示r用户建设的k种分布式电源容量；模型的第四部分表示分布式电源的发电成本，C_op表示分布式电源的单位发电成本；

所述的固定经济调度策略是，将等效负荷值高于等效负荷曲线平均值时刻的可平移负荷平移至负荷量低于等效负荷曲线平均值的时刻，完成可平移负荷调度后，对仍高于等效负荷曲线平均值时刻的负荷进行削减。

3.根据权利要求2所述的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，其特征在于，所述智能算法为蒙特卡洛模拟和K-Means聚类算法，所述分布式电源出力曲线为四个典型日的分布式电源出力曲线。

4.根据权利要求2所述的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，其特征在于，所述有源配电网优化规划的框架包括配电网网架结构规划、分布式电源规划和用户负荷响应机制。

5.根据权利要求4所述的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，其特征在于，所述的配电网网架结构规划是，采用单联络建设模式，每条电源馈线仅由一条联络线与其他馈线相连，在运行环节中，通过断开联络开关得到基本辐射运行网络结构；

所述的分布式电源规划是，由用户投建的分布式电源采用自发自用、余电上网的用电模式，用户的收益除了用户负荷使用的电量所节约的电价支出以外，配电公司对用户上网部分的电量也进行一定的电费补贴；

所述的用户负荷响应机制是，用户放弃部分负荷的使用获得符合高于预期的经济补偿，配电公司通过给予用户电价补贴和切负荷赔偿改变负荷的时序特性而减少配电网的运行成本而获利，双方都具有执行该调度计划的意愿而达成交易合作关系。

6.根据权利要求2所述的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，其特征在于，

采用破圈法和粒子群算法对配电网网架建设优化模型进行求解，包括：

1)生成基于破圈法的单联络网络；

2)利用粒子群算法对基于破圈法的单联络网络进行优化；

并采用粒子群算法对分布式电源规划模型进行求解。

7.根据权利要求6所述的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，其特征在于，第1)步所述的生成基于破圈法的单联络网络，包括：

1.1)将所有电源节点编号为1，根据网络拓扑结构的自然网孔生成圈集；

1.2)将连接不同电源节点的两条联络线归为一组，则任意四个电源节点间的联络线分为三个组，生成任意两节点间不经过其他电源节点、与同组联络线不相交的初始联络线方案，每条联络线中包含的线路组成一个联络线集合，每条联络线的存在状态为1；

1.3)随机选择第p个一类圈中的任意一条线路进行破圈操作，根据网络结构的变化更新其余一类圈和联络线的线路集合；

1.4)计算每条联络线的线路集合中电源节点的出度，若电源节点的出度数目大于2则证明该联络线经过3个以上电源节点，这两个电源节点间不存在直接联络线，该联络线的存在状态为0，并删除该线路集合；

1.5)判断每条联络线是否相交，若相交则设其中任意一条联络线状态为0，并删除该条联络线的线路集合；

1.6)判断各组联络线的存在情况，若每组联络线中至多存在1条联络线则放弃对所选线路的开断操作，从该圈集中重新选择一条线路，并重复第1.4)步—第1.5)步，否则判断是否对所有一类圈都进行了破圈操作，若不是，则令i＝i+1，并执行第1.3)步，若是，则执行第1.7)步；

1.7)根据各组联络线的存在情况，对仅存在一条联络线的联络线组进行破圈操作即生成单联络网络，其中可选线路为该联络组中的一条联络线与另两条联络线中非共有的线路。

1.8)随机选取单联络网络中的两条联络线中的一段线路作为联络开关安装地点。

8.根据权利要求2所述的基于利益均衡及规划运行交替优化的主动配电网规划方法，其特征在于，当固定经济调度策略运行后，通过下式得到配电网的运行成本：

其中，运行成本的第一部分表示配电公司从用户处购买的电量成本；运行成本中的第二部分表示配电公司从主网的购电成本；运行成本中的第三部分和第四部分是配电网调度用户可平移负荷和可削减负荷给予用户的电价补贴成本，

式中，C_op.s表示配电网的运行成本，t表示时间，Δt表示间隔时间，c^DG表示建设成本，r表示用户，表示r用户建设的分布式电源在t时刻的发电功率，表示r用户在t时刻的需求功率，c^up表示单位功率的上网费用，表示r用户t时刻的上网功率，c^dec表示可平移负荷的电价补贴成本，表示r用户t时刻的可平移负荷量，c^DR可削减负荷的电价补贴成本，表示r用户t时刻k种分布式电源的可削减负荷量。