CN110289611A - 一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，其特征在于：包括以下几个步骤：S1：配电网信息录入；S2：电动汽车接入需求预测；S3：考虑建设成本与运行成本，以总成本最小为优化目标，定义目标函数，以分布式电源、储能为变量，进行源、网、储协调规划构建协调规划模型；S4：模型求解：S5：计算分布式电源消纳率ω；S6：输出多维度规划对比结果。本发明的有益效果：以整体建设运行成本最小为目标，同时考虑电网消纳能力，实现源网荷储协调规划，采用多时间尺度、多约束规划模型，考虑了不同阶段的分布式电源渗透率和储能接入规模差异，可以适用于不同分布式电源渗透率的县域配电网规划设计。

Description

一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法

技术领域

本发明涉及配电网规划技术领域，特别是涉及一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法。

背景技术

新技术的发展使配电网的电源不再局限于变电站，DG(分布式电源)、储能也可作为系统的电源，电源规划模型得到了扩展。但新技术的特点使得规划模型中需要考虑的因素和约束条件比变电站规划要多，如DG的环境效益和出力约束、储能和电动汽车的充放电约束等，进一步增加了电源规划模型的复杂程度。

随着清洁能源的推广，电动汽车逐渐普及，电动汽车充电站随之成为电网的一大新兴重要设施，在V2G模式下，电动汽车充换电站将成为一种新形式的储能，在电能的时空迁移中起到重要作用。

早期配电网规划主要包括变电站的选址定容，以及网架结构的优化。近年来，分布式电源、储能等新技术的发展及需求侧响应的实施，极大地丰富了配电网规划的内容，对配电网的规划模型和规划方法也产生了诸多影响。同时，在电力市场环境下新参与者的加入使配电网中的利益主体变得更加多元，传统仅考虑配电网运营商一个利益主体的规划模型得到扩展，同时为减小新技术接入配电网对系统产生的不利影响，主动管理在配电网中逐渐得到应用，新的场景下考虑这些新的影响因素的配电网规划模型应运而生，而规划模型的发展对规划方法和求解算法都提出了新的要求，不仅促进了规划方法的发展，一些比较新颖的智能优化算法也被用于求解配电网规划问题。

发明内容

本发明的目的是减小新技术接入配电网对系统产生的不利影响，提出了一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，以整体建设运行成本最小为目标，同时考虑电网消纳能力，实现源网荷储协调规划，采用多时间尺度、多约束规划模型，考虑了不同阶段的分布式电源渗透率和储能接入规模差异，可以适用于不同分布式电源渗透率的县域配电网规划设计。

为实现上述技术目的，本发明提供的一种技术方案是，一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，包括以下几个步骤：

S1：配电网信息录入；包括：配电网网架结构、配电线路、设备参数、负荷特性、分布式电源类型、接入容量、发电特性和接入配电网候选节点；

S2：电动汽车接入需求预测；包括：电网汽车的数量和充电需求；

S3：考虑建设成本与运行成本，以总成本最小为优化目标，定义目标函数，以分布式电源、储能为变量，进行源、网、储协调规划构建协调规划模型；

S4：模型求解：建立约束条件，采用Benders分解将问题划分为与建设计划相关的主问题和与运行方案相关的子问题，通过形成割集的方法将子问题的优化结果反馈给主函数，在减小计算规模的同时实现整体优化；

S5：计算分布式电源消纳率ω；

S6：输出多维度规划对比结果。

模型考虑建设成本与运行成本，以总成本最小为优化目标，考虑到规划期包含多个阶段，需要用折现率将所有成本折算为现值，所述步骤S3中目标函数有如下定义：

其中u和Y分别代表当前阶段和当前年数，参数(1+γ)^-(u-1)·Y为折算系数，表示建设成本，表示发电成本，表示配电线路维护成本，表示甩负荷惩罚费用，表示弃风弃光惩罚费用。

资本回收系数是一个经济学概念，即一定量货币现值，按复利计算未来每期支付或者收取的等额货币，可用公式表示为：

其中γ为通货膨胀率，LT为设备寿命。

所述的建设成本由以下公式表示：

其中，式中：分别表示变电站、变压器、SVG的建设费用；

表示配电线路单位长度、分布式电源、单位容量建设费用；

分别对应的0-1变量，决定配电线路、变电站、变压器、常规分布式电源、分布式电源、SVG是否建设；

表示连续变量，表示某个节点ESS装机容量、功率；

表示ESS的单位容量成本和单位功率成本；

l_ij表示配电线路ij的长度；

表示分布式电源额定容量。

所述的发电成本包括从变电站购电的费用和分布式电源的发电费用，由以下公式表示：

式中，表示从变电站购电费用；

表示常规、分布式电源的发电成本；

表示变电站有功功率；

表示常规、分布式电源的视在功率；

表示各阶段的时间长度。

所述配电线路维护费用由以下公式表示：

式中：表示配电线路年度维护费用

对应的0-1变量，表示配电线路ij是否从始端到末端投运；

对应的0-1变量，表示配电线路ij是否从末端到始端投运；

所述配电线路甩负荷惩罚费用由以下公式表示：

式中：——甩负荷惩罚费用；

——甩负荷功率。

所述配电线路弃风弃光惩罚费用由以下公式表示：

式中：——弃风弃光惩罚费用；

——弃风弃光功率。

所述步骤S4中约束条件包括有建设约束、运行约束、二阶锥约束以及网络拓扑约束；所述建设约束包括以下几个方面：

A1、配电线路；每条配电线路只能选择一种类型建设，且在所有阶段中最多只能建设一次；具体公式如下：

B1、变电站和变压器；每个节点只能选择一种类型的变压器进行建设，变电站、变压器最多只能建设一次，且变电站扩建或新建后才能装设变压器；具体公式如下：

式中：——变电站i所能安装的变压器上限；为了防止配电线路末端连接空节点，如果要建设或加固某条配电线路，其所连的变电站必须建设；具体公式如下：

C1、分布式电源；对于可接入常规分布式电源或风力分布式电源的候选节点，每个节点最多只能建设一台发电机；具体公式如下：

此外，由于每阶段中，分布式电源接入量应符合分布式电源渗透率要求，还应设置约束对分布式发电接入量进行控制；

式中：——常规、风力分布式电源的额定容量；

——该阶段节点i的最大负荷容量；

ξ——分布式电源渗透率水平；

D1、SVG；每个节点只能建设一次SVG，且建设总数不能超过系统允许上限；

式中：——电容器模块安装数上限；

E1、储能；储能的功率、容量都应在允许的上下限范围内；具体公式如下：

式中：ο_i,u——0-1变量，决定是否在某个节点建设储能；

——连续变量，决定某个节点ESS功率；

——某节点ESS装机最大、最小功率；

CB_i,u——连续变量，决定某个节点ESS装机容量；

CB_Max、CB_Min——某节点ESS装机最大、最小装机容量；

设定储能的瞬时功率不能超过储能容量大小的一半，储能装设的总容量应小于系统允许的最大容量；具体公式如下：

式中：——系统ESS最大装机容量。

所述运行约束包括以下几个方面：

A2、节点有功平衡；各节点应满足有功功率平衡，即节点注入有功功率与等于输出有功功率，其中注入功率包括配电线路注入功率和由该节点接入的变电站、分布式电源出力；具体公式如下：

式中：——配电线路ij的有功功率，该配电线路从i端到j端投运；

——配电线路ij的有功功率，该配电线路从j端到i端投运；

——配电线路ij电流幅值的平方，该配电线路从i端到j端投运；

——两类分布式电源的视在功率；

——两类分布式电源和负荷的功率因数

——变电站发出的有功功率；

——节点i当前负荷水平；

——配电线路单位长度电阻；

负荷功率应不超过负荷容量；具体公式如下：

B2、节点无功平衡；各节点还应满足无功功率平衡，即注入无功功率等于输出无功功率，其中注入无功包括配电线路注入功率和由该节点接入的变电站、分布式电源、SVG发出的无功；

式中：——配电线路ij的无功功率，该配电线路从i端到j端投运；

——配电线路ij的无功功率，该配电线路从j端到i端投运；

——变电站发出的无功功率；

——SVG无功功率；

——配电线路单位长度电抗；

SVG发出的无功功率应在其容量范围内；具体公式如下：

式中：——SVG容量上限；

C2、配电线路电压平衡；对于投运的配电线路，配电线路始端电压与末端电压之差应等于配电线路电压损耗，具体公式如下：

式中：——节点i电压幅值的平方；

——配电线路ij电流幅值的平方，该配电线路从j端到i端投运；

节点电压应被限制在节点电压上下限之间；具体公式如下：

式中：——电压上限；

V——电压下限；

D2、变电站功率约束；变电站出力需要满足一定限制，在这部分约束中，变电站有功、无功功率的平方和应小于变电站额定容量的平方；

对于已建成的变电站，有公式：

对于待建的变电站，有公式：

式中：——现有变电站i的额定容量；

——变压器的额定容量；

E 2、风力分布式电源出力；为满足电网稳定性要求，风机并网出力需要达到一定水平，因此风力分布式电源出力应满足风电最小接入要求；

式中：χ——系统最小风电利用率；

u^wi——风电可用容量比例；

弃风弃光功率应不超过分布式电源容量，具体公式如下

分布式电源出力应满足功率约束，不应超过容量限制；常规分布式电源容量约束公式如下：

F2、配电线路功率约束；流过配电线路的有功功率和无功功率都应小于配电线路额定容量，为使约束适用于所有配电线路，利用表示配电线路是否投运的变量来保证未投运配电线路的功率为零；

式中：——配电线路额定容量；

配电线路电流大小应在配电线路承受能力范围内；具体公式如下：

式中：V％——线电压等级。

所述二阶锥约束包括以下几个方面：配电线路电流可采用如下表达式表示：

其中分别表示配电线路的有功、无功功率，这个约束为非凸、非线性形式，为将问题转化为混合整数二阶锥规划问题进行求解，可将该约束松弛为：

该松弛的有效性已得到证明，并已应用于机组组合问题中。

所述网络拓扑约束包括以下几个方面；引入配电线路的运行状态变量和运行状态应与配电线路建设情况一致，公式如下：

辐射状拓扑结构本质上是一种树结构，根据配电网的特点，变电站节点只能作为父节点，功率从变电站流出，且不存在功率流向它的节点，负荷节点需要有注入功率来保证电能供应，其他投运节点有且仅有一个父节点；公式如下：

为了量化储能与电动汽车充电站接入后，对于分布式电源渗透率的影响，定义分布式电源本地消纳容量P_DA为：

ω＝P_DS-P_o

所述分布式电源本地消纳率ω的计算公式如下：

式中，P_DS为分布式电源实际出力，P_o为分布式电源由变电站向主网倒送的功率，P_DN为分布式电源总容量。

输出对维度规划对比结果包括三种情形下的对比结果，分别为考虑储能接入、考虑储能接入以及考虑储能和电动汽车接入，每一种情形下对比的考量指标包括电网投资情况、电网切负荷情况、分布式电源本地消纳能力。

本发明的有益效果：1、本发明提出了一种考虑分布式电源、储能和电动汽车的主动配电网协调规划方案，以整体建设运行成本最小为目标，同时考虑电网消纳能力，实现源网荷储协调规划；2、采用多时间尺度、多约束规划模型，考虑了不同阶段的分布式电源渗透率和储能接入规模差异，可以适用于不同分布式电源渗透率的县域配电网规划设计；3、规划模型把电动汽车作为可中断负荷考虑，可以有效提升县域配电网分布式电源消纳能力。

附图说明

图1为本发明的一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法的方法流程图。

图2为本发明实施例中各季度的典型负荷曲线图。

图3为本发明实施例中各季度的典型日储能放电曲线图。

图4为本发明实施例中的各季度的分布式电源本地消纳率曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，包括以下几个步骤：

步骤S1：配电网信息录入；

1、配电网信息包括配电网网架结构、配电线路、设备参数及负荷特性等。对全年的负荷情况进行统计，得到一年内8760个小时的负荷情况，考虑到变电站出力及配电线路容量需满足系统最大运行方式，以保证系统的供电可靠性，因此选取每个月的最大负荷时刻，得到12种典型负荷情况，各月最大负荷对应的时刻及负荷大小，如图2所示是本实施例中各季度的典型负荷曲线图；

2、分布式电源类型、接入容量、发电特性和接入配电网候选节点。

步骤S2：电动汽车接入需求预测电动汽车接入需求预测；

主要预测电网汽车的数量和充电需求。首先对区域日电动汽车充电需求进行预测，根据人口数量估计电动汽车数量，普通电动汽车电池容量约为30kWh，充电一次能够行驶300公里左右，进一步假设每辆电动汽车平均一周充一次电，估计电动汽车的充电需求，如图3所示是本实施例中典型日储能放电曲线图。

步骤S3：构建协调规划模型

模型综合考虑建设成本与运行成本，以总成本最小为优化目标，以分布式电源、储能为变量，进行源、网、储协调规划。同时，考虑到规划期包含多个阶段，需要用折现率将所有成本折算为现值；

定义目标函数如下：

本实施例中，首先建立计及分布式电源的配电网多阶段规划模型，主要包含3部分内容。1、以建设费用最小为优化目标，包括馈线建设与改建成本、变电站建设与扩建成本、变压器建设成本、新能源建设成本；2、以运行费用最小为优化目标，包括购电费用、维护费用、甩负荷惩罚费用和弃风弃光惩罚费用；3、考虑电动汽车接入进行优化计算。优化目标以经济性为主要考量指标，并通过甩负荷费用和弃风弃光费用体现了对配电网运行可靠性的要求，在此基础上，分别提出了与目标函数相适应的约束条件，确保规划模型具有可行性，所述约束条件包括有建设约束、运行约束、二阶锥约束以及网络拓扑约束。

所述建设约束包括以下几个方面：

A1、配电线路；每条配电线路只能选择一种类型建设，且在所有阶段中最多只能建设一次；具体公式如下：

B1、变电站和变压器；每个节点只能选择一种类型的变压器进行建设，变电站、变压器最多只能建设一次，且变电站扩建或新建后才能装设变压器；具体公式如下：

式中：——变电站i所能安装的变压器上限；为了防止配电线路末端连接空节点，如果要建设或加固某条配电线路，其所连的变电站必须建设；具体公式如下：

C1、分布式电源；对于可接入常规分布式电源或风力分布式电源的候选节点，每个节点最多只能建设一台发电机；具体公式如下：

此外，由于每阶段中，分布式电源接入量应符合分布式电源渗透率要求，还应设置约束对分布式发电接入量进行控制；

式中：——常规、风力分布式电源的额定容量；

——该阶段节点i的最大负荷容量；

ξ——分布式电源渗透率水平；

D1、SVG；每个节点只能建设一次SVG，且建设总数不能超过系统允许上限；

式中：——电容器模块安装数上限；

E1、储能；储能的功率、容量都应在允许的上下限范围内；具体公式如下：

式中：ο_i,u——0-1变量，决定是否在某个节点建设储能；

——连续变量，决定某个节点ESS功率；

——某节点ESS装机最大、最小功率；

CB_i,u——连续变量，决定某个节点ESS装机容量；

CB_Max、CB_Min——某节点ESS装机最大、最小装机容量；

设定储能的瞬时功率不能超过储能容量大小的一半，储能装设的总容量应小于系统允许的最大容量；具体公式如下：

式中：——系统ESS最大装机容量。

所述运行约束包括以下几个方面：

A2、节点有功平衡；各节点应满足有功功率平衡，即节点注入有功功率与等于输出有功功率，其中注入功率包括配电线路注入功率和由该节点接入的变电站、分布式电源出力；具体公式如下：

式中：——配电线路ij的有功功率，该配电线路从i端到j端投运；

——配电线路ij的有功功率，该配电线路从j端到i端投运；

——配电线路ij电流幅值的平方，该配电线路从i端到j端投运；

——两类分布式电源的视在功率；

——两类分布式电源和负荷的功率因数

——变电站发出的有功功率；

——节点i当前负荷水平；

——配电线路单位长度电阻；

负荷功率应不超过负荷容量；具体公式如下：

B2、节点无功平衡；各节点还应满足无功功率平衡，即注入无功功率等于输出无功功率，其中注入无功包括配电线路注入功率和由该节点接入的变电站、分布式电源、SVG发出的无功；

式中：——配电线路ij的无功功率，该配电线路从i端到j端投运；

——配电线路ij的无功功率，该配电线路从j端到i端投运；

——变电站发出的无功功率；

——SVG无功功率；

——配电线路单位长度电抗；SVG发出的无功功率应在其容量范围内；具体公式如下：

式中：——SVG容量上限；

C2、配电线路电压平衡；对于投运的配电线路，配电线路始端电压与末端电压之差应等于配电线路电压损耗，具体公式如下：

式中：——节点i电压幅值的平方；

——配电线路ij电流幅值的平方，该配电线路从j端到i端投运；

节点电压应被限制在节点电压上下限之间；具体公式如下：

式中：——电压上限；

V——电压下限；

D2、变电站功率约束；变电站出力需要满足一定限制，在这部分约束中，变电站有功、无功功率的平方和应小于变电站额定容量的平方；

对于已建成的变电站，有公式：

对于待建的变电站，有公式：

式中：——现有变电站i的额定容量；

——变压器的额定容量；

E 2、风力分布式电源出力；为满足电网稳定性要求，风机并网出力需要达到一定水平，因此风力分布式电源出力应满足风电最小接入要求；

式中：χ——系统最小风电利用率；

u^wi——风电可用容量比例；

弃风弃光功率应不超过分布式电源容量，具体公式如下

分布式电源出力应满足功率约束，不应超过容量限制；常规分布式电源容量约束公式如下：

F2、配电线路功率约束；流过配电线路的有功功率和无功功率都应小于配电线路额定容量，为使约束适用于所有配电线路，利用表示配电线路是否投运的变量来保证未投运配电线路的功率为零；

式中：——配电线路额定容量；

配电线路电流大小应在配电线路承受能力范围内；具体公式如下：

式中：V％——线电压等级。

所述二阶锥约束包括以下几个方面：配电线路电流可采用如下表达式表示：

其中分别表示配电线路的有功、无功功率，这个约束为非凸、非线性形式，为将问题转化为混合整数二阶锥规划问题进行求解，可将该约束松弛为：

该松弛的有效性已得到证明，并已应用于机组组合问题中。

所述网络拓扑约束包括以下几个方面；引入配电线路的运行状态变量和运行状态应与配电线路建设情况一致，公式如下：

辐射状拓扑结构本质上是一种树结构，根据配电网的特点，变电站节点只能作为父节点，功率从变电站流出，且不存在功率流向它的节点，负荷节点需要有注入功率来保证电能供应，其他投运节点有且仅有一个父节点；公式如下：

步骤S4：模型求解：建立约束条件，采用Benders分解将问题划分为与建设计划相关的主问题和与运行方案相关的子问题，通过形成割集的方法将子问题的优化结果反馈给主函数，在减小计算规模的同时实现整体优化；

步骤S5：计算分布式电源消纳率ω；

为了量化储能与电动汽车充电站接入后，对于分布式电源渗透率的影响，定义分布式电源本地消纳容量P_DA为

ω＝P_DS-P_o

分布式电源本地消纳率ω为：

式中，P_DS为分布式电源实际出力，P_o为分布式电源由变电站向主网倒送的功率，P_DN为分布式电源总容量。

步骤S6：输出多维度规划对比结果；

输出对维度规划对比结果包括三种情形下的对比结果，分别为考虑储能接入、考虑储能接入以及考虑储能和电动汽车接入，每一种情形下对比的考量指标包括电网投资情况、电网切负荷情况、分布式电源本地消纳能力，如图4所示，是本实施例中分布式电源本地消纳率曲线图。

以上所述之具体实施方式为本发明一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

S1：配电网信息录入；包括：配电网网架结构、配电配电线路、设备参数、负荷特性、分布式电源类型、接入容量、发电特性和接入配电网候选节点；

S2：电动汽车接入需求预测；包括：电网汽车的数量和充电需求；

S3：考虑建设成本与运行成本，以总成本最小为优化目标，定义目标函数，以分布式电源、储能为变量，进行源、网、储协调规划构建协调规划模型；

S4：模型求解：建立约束条件，采用Benders分解将问题划分为与建设计划相关的主问题和与运行方案相关的子问题，通过形成割集的方法将子问题的优化结果反馈给主函数，在减小计算规模的同时实现整体优化；

S5：计算分布式电源消纳率ω；

S6：输出多维度规划对比结果。

2.根据权利要求1所述的一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，其特征在于：考虑建设成本与运行成本，以总成本最小为优化目标，考虑到规划期包含多个阶段，需要用折现率将所有成本折算为现值，所述步骤S3中目标函数有如下定义：

其中u和Y分别代表当前阶段和当前年数，γ为通货膨胀率参数(1+γ)^-(u-1)·Y为折算系数，表示建设成本，表示发电成本，表示配电线路维护成本，表示甩负荷惩罚费用，表示弃风弃光惩罚费用。

3.根据权利要求2所述的一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，其特征在于：所述的建设成本由以下公式表示：

其中，式中：分别表示变电站、变压器、SVG的建设费用；

表示配电线路单位长度、分布式电源、单位容量建设费用；

δ_ij,a,u、σ_i,u、ρ_i,b,u、ψ_i,u分别对应的0-1变量，决定配电线路、变电站、变压器、常规分布式电源、分布式电源、SVG是否建设；

CB_i,u、表示连续变量，表示某个节点ESS装机容量、功率；

表示ESS的单位容量成本和单位功率成本；

l_ij表示配电线路ij的长度；

表示分布式电源额定容量；

所述的发电成本包括从变电站购电的费用和分布式电源的发电费用，由以下公式表示：

式中，表示从变电站购电费用；

表示常规、分布式电源的发电成本；

表示变电站有功功率；

表示常规、分布式电源的视在功率；

表示各阶段的时间长度；

所述配电线路维护费用由以下公式表示：

式中：表示配电线路年度维护费用；

对应的0-1变量，表示配电线路ij是否从始端到末端投运；

对应的0-1变量，表示配电线路ij是否从末端到始端投运；

所述配电线路甩负荷惩罚费用由以下公式表示：

式中：——甩负荷惩罚费用；

——甩负荷功率；

所述配电线路弃风弃光惩罚费用由以下公式表示：

式中：——弃风弃光惩罚费用；

——弃风弃光功率。

4.根据权利要求1所述的一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，其特征在于：

所述步骤S4中约束条件包括有建设约束、运行约束、二阶锥约束以及网络拓扑约束；

所述建设约束包括以下几个方面：

A1、配电线路；每条配电线路只能选择一种类型建设，且在所有阶段中最多只能建设一次；具体公式如下：

B1、变电站和变压器；每个节点只能选择一种类型的变压器进行建设，变电站、变压器最多只能建设一次，且变电站扩建或新建后才能装设变压器；具体公式如下：

式中：——变电站i所能安装的变压器上限；为了防止配电线路末端连接空节点，如果要建设或加固某条配电线路，其所连的变电站必须建设；具体公式如下：

C1、分布式电源；对于可接入常规分布式电源或风力分布式电源的候选节点，每个节点最多只能建设一台发电机；具体公式如下：

此外，由于每阶段中，分布式电源接入量应符合分布式电源渗透率要求，还应设置约束对分布式发电接入量进行控制；

式中：——常规、风力分布式电源的额定容量；

——该阶段节点i的最大负荷容量；

ξ——分布式电源渗透率水平；

D1、SVG；每个节点只能建设一次SVG，且建设总数不能超过系统允许上限；

式中：——电容器模块安装数上限；

E1、储能；储能的功率、容量都应在允许的上下限范围内；具体公式如下：

式中：ο_i,u——0-1变量，决定是否在某个节点建设储能；

——连续变量，决定某个节点ESS功率；

——某节点ESS装机最大、最小功率；

CB_i,u——连续变量，决定某个节点ESS装机容量；

CB_Max、CB_Min——某节点ESS装机最大、最小装机容量；

设定储能的瞬时功率不能超过储能容量大小的一半，储能装设的总容量应小于系统允许的最大容量；具体公式如下：

式中：——系统ESS最大装机容量；

所述运行约束包括以下几个方面：

A2、节点有功平衡；各节点应满足有功功率平衡，即节点注入有功功率与等于输出有功功率，其中注入功率包括配电线路注入功率和由该节点接入的变电站、分布式电源出力；具体公式如下：

式中：——配电线路ij的有功功率，该配电线路从i端到j端投运；

——配电线路ij的有功功率，该配电线路从j端到i端投运；

——配电线路ij电流幅值的平方，该配电线路从i端到j端投运；

——两类分布式电源的视在功率；

——两类分布式电源和负荷的功率因数

——变电站发出的有功功率；

——节点i当前负荷水平；

——配电线路单位长度电阻；

负荷功率应不超过负荷容量；具体公式如下：

B2、节点无功平衡；各节点还应满足无功功率平衡，即注入无功功率等于输出无功功率，其中注入无功包括配电线路注入功率和由该节点接入的变电站、分布式电源、SVG发出的无功；

式中：——配电线路ij的无功功率，该配电线路从i端到j端投运；

——配电线路ij的无功功率，该配电线路从j端到i端投运；

——变电站发出的无功功率；

——SVG无功功率；

——配电线路单位长度电抗；

SVG发出的无功功率应在其容量范围内；具体公式如下：

式中：——SVG容量上限；

C2、配电线路电压平衡；对于投运的配电线路，配电线路始端电压与末端电压之差应等于配电线路电压损耗，具体公式如下：

式中：——节点i电压幅值的平方；

——配电线路ij电流幅值的平方，该配电线路从j端到i端投运；

节点电压应被限制在节点电压上下限之间；具体公式如下：

式中：——电压上限；

V——电压下限；

D2、变电站功率约束；变电站出力需要满足一定限制，在这部分约束中，变电站有功、无功功率的平方和应小于变电站额定容量的平方；

对于已建成的变电站，有公式：

对于待建的变电站，有公式：

式中：——现有变电站i的额定容量；

——变压器的额定容量；

E2、风力分布式电源出力；为满足电网稳定性要求，风机并网出力需要达到一定水平，因此风力分布式电源出力应满足风电最小接入要求；

式中：χ——系统最小风电利用率；

u^wi——风电可用容量比例；

弃风弃光功率应不超过分布式电源容量，具体公式如下

分布式电源出力应满足功率约束，不应超过容量限制；常规分布式电源容量约束公式如下：

F2、配电线路功率约束；流过配电线路的有功功率和无功功率都应小于配电线路额定容量，为使约束适用于所有配电线路，利用表示配电线路是否投运的变量来保证未投运配电线路的功率为零；

式中：——配电线路额定容量；

配电线路电流大小应在配电线路承受能力范围内；具体公式如下：

式中：——线电压等级；

所述二阶锥约束包括以下几个方面：配电线路电流可采用如下表达式表示：

其中分别表示配电线路的有功、无功功率，这个约束为非凸、非线性形式，为将问题转化为混合整数二阶锥规划问题进行求解，可将该约束松弛为：

所述网络拓扑约束包括以下几个方面；引入配电线路的运行状态变量和运行状态应与配电线路建设情况一致，公式如下：

辐射状拓扑结构本质上是一种树结构，根据配电网的特点，变电站节点只能作为父节点，功率从变电站流出，且不存在功率流向它的节点，负荷节点需要有注入功率来保证电能供应，其他投运节点有且仅有一个父节点；公式如下：

5.根据权利要求1所述的一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，其特征在于：为了量化储能与电动汽车充电站接入后，对于分布式电源渗透率的影响，定义分布式电源本地消纳容量P_DA为：

ω＝P_DS-P_o

所述分布式电源本地消纳率ω的计算公式如下：

式中，P_DS为分布式电源实际出力，P_o为分布式电源由变电站向主网倒送的功率，P_DN为分布式电源总容量。

6.根据权利要求1所述的一种提升分布式电源消纳能力的主动配电网规划方法，其特征在于：输出多维度规划对比结果包括三种情形下的对比结果，分别为考虑储能接入、考虑储能接入以及考虑储能和电动汽车接入，每一种情形下对比的考量指标包括电网投资情况、电网切负荷情况、分布式电源本地消纳能力。