CN113343426A - 考虑现实需求导向的城市配电网线路规方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法及系统，包括：获取设定区域街道规划、布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型；根据线性化处理方法，对配电网线路规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路布局方案。本发明避免了使用传统等效负荷点而导致的实用性低的问题，规划结果适应性强，具有较高的工程参考价值。

Description

考虑现实需求导向的城市配电网线路规方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统配电网规划技术领域，尤其涉及一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
配电网规划是电力系统领域的一个重要课题，它是指在分析和研究未来负荷增长情况以及城市配电网现状的基础上，以尽可能满足未来用户容量和电能质量为基本要求，同时以经济性为指标，选择最优或次优方案，设计一套系统扩建和改造的计划。随着我国经济的快速发展，城市建设的不断扩张，城市配电网规划成为满足新建或在建地区供电需求的当务之急。科学的配网规划是提高供电可靠性、降低网络损耗和促进城市规划发展的重要前提。
在传统配电网规划研究中，大多数研究者们都将各区块内的负荷视为单一的负荷点，将变电站视为电源点，以这些负荷点和电源点连接所形成的树状结构为配电网规划的结果。然而，近年来，由于无论是架空线路还是电缆，城市的电力线总是沿着街道布局，这种将区块负荷视为负荷点的处理方法脱离了街道布局，势必会产生巨大的误差，可能会失去对规划网络的可塑性，难以适用于实际城市配电网规划。现今国内外对于配电网馈线规划的研究主要分为两个阶段：
①从各高压变电站出发，向四周出线，形成辐射型的树状配电网络；
②在辐射型配电网络的基础上，考虑供电可靠性等约束，再添加馈线联络工程。
显然，若仅考虑第一个阶段，规划结果的供电可靠性较低；若对两个阶段依次规划，与在相同约束下直接考虑线路联络而不是分阶段规划相比，并不能确保得出的两个阶段的最优解后仍旧是总体的最优解，其中产生的误差仍旧有待分析，使得规划结果对于实际工程建设的参考价值大大降低。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法及系统，考虑街区负荷的处理方式以及供电可靠性，采用“手拉手”的单联络接线方式，利用混合整数线性规划的方法求解模型，对配电网规划中复杂度高、工作量大的馈线布局进行优化，决策得到最优的线路布局方案。
在一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，包括：
获取设定区域街道规划、布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；
以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型；
根据线性化处理方法，对配电网线路规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；
对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路布局方案。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划系统，包括：
数据处理模块，用于获取设定区域街道规划、布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；
模型构建模块，用于以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型；
模型求解模块，用于根据线性化处理方法，对配电网线路规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路布局方案。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现各指令；存储器用于存储多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法。
在另一些实施方式中，采用如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行上述的考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明基于真实街道布局，以负荷区块为研究对象，构建了考虑街区负荷的负荷等效模型，避免了使用传统等效负荷点而导致的实用性低的问题，规划结果适应性强，具有较高的工程参考价值。
(2)本发明采用混合整数线性规划算法，通过将复杂问题转化为相对简单的线性问题来提高计算机求解的能力，解决了现有方法在考虑约束较多时，直接求解可能导致内存耗尽的问题。
(3)本发明以“闭环设计，开环运行”为原则，以所提的街区负荷等效模型为基础，建立了考虑配电网可靠性的城市配电网规划模型，所得规划结果为环状网络，与传统模型相比，既避免了因规划结果为辐射线而导致的供电可靠性低的问题，又避免了将规划过程分为两个阶段(先建立规划辐射网的模型，再建立考虑联络的模型)而导致的非全局最优解的问题，可有效适应当前电网发展的新形势。
本发明的其他特征和附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本方面的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施例中考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法流程图；
图2是本发明实施例中考虑现实需求导向的城市配电网线路规划系统示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例一
在一个或多个实施方式中，公开了一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，参照图1，包括以下步骤：
S101：获取设定区域街道布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；
本实施例中，对真实街道布局情况进行建模，将图形信息转化为数据信息，结合实际城市配电网中供电线路对用户供电的特征，对规划区内的各区块负荷进行处理，得到考虑街道布局的区块负荷处理方法。
具体地，对规划区域内街道布局和街区负荷处理方法进行建模；规划基础数据的输入，包括规划年、投资数据、负荷电源数据、街道布局数据等。
在构建街道布局和街区负荷处理方法模型的过程中，根据配电网线路通常沿街道布局的特点，将规划区域内的街道作为待选支路，由于城市街道交错互通，将多条街道围成的小区块称之为街区(block)，围绕街区的一段街道称之为路段(segment)，路段相连接的地方称为路段交叉点(junction)。
需要说明的是，用电负荷位于街区之中，供电线路可从街区周围任一条路段接入对负荷供电，则街区负荷处理方法模型为：
Figure BDA0003060909610000051
Figure BDA0003060909610000052
Figure BDA0003060909610000053
Figure BDA0003060909610000054
Figure BDA0003060909610000061
其中，NB为待规划街区集合；NS为待选支路集合；NJ为路段交叉点集合；
Figure BDA0003060909610000062
表示第b个街区内的负荷在第s个路段上的等效负荷值；参数Hb,s描述了街区b与路段s之间的联系。当街区b与路段s相邻时，Hb,s＝1；否则Hb,s＝0；
Figure BDA0003060909610000063
表示线路l对第b个街区第s个路段上的等效负荷提供的电量大小；Pi,j,l和Pj，i，l分别表示线路l上从节点i流到节点j和从节点j流到节点i的潮流；le(s)和ri(s)分别为路段s的左端节点和右端节点。显然，公式(1)-(5)实现了将一个区块内的负荷等效分配到其周围的各条路段上，再通过在相应路段上建设线路完成对该等效负荷的供电。
S102：以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型；
以负荷矩最小为优化目标，基于街区负荷处理方法，引入实际配电网规划工程中重点考虑的相关约束，得到满足各项约束条件的配电网线路规划模型。
基于考虑现实需求导向的城市配电网线路规划模型的目标函数表示为：
Figure BDA0003060909610000064
其中，lengths为待选支路长度；i为路段s的左端节点，j为路段s的右端节点。
城市配电网线路规划模型的约束条件除了以上(1)-(5)式外，还包括电网规划基本约束、单重故障约束；
其中，电网规划基本约束包括配电线路容量约束、配电线路不分岔约束、变电站供电半径约束、每条街道所允许建设的线路数量约束、正常情况下节点功率平衡式约束和正常情况下变电站出力约束；
单重故障约束包括单重故障下配电线路容量约束、单重故障下节点功率平衡式约束、单重故障下变电站出力约束。
具体地，目标函数的约束条件为：
1)正常情况下配电线路容量约束
Figure BDA0003060909610000071
Figure BDA0003060909610000072
其中，fl max表示正常情况下线路l的容量上限；bs，l是决策变量，表示是否在路段s上建设线路l。
2)正常情况下总功率平衡约束
Figure BDA0003060909610000073
其中，
Figure BDA0003060909610000074
表示正常情况下变电站在节点j的等效出力。
3)正常情况下变电站出力约束
Figure BDA0003060909610000075
Figure BDA0003060909610000076
Figure BDA0003060909610000077
其中，NG表示待选变电站节点的集合；
Figure BDA0003060909610000078
表示变电站在节点j的出力上限；sj为决策变量，表示是否在节点j建设变电站；M为一个正的常数。显然，当节点j不是待选变电站节点，或者节点j是待选节点但sj取0时，该点处的变电站等效出力
Figure BDA0003060909610000079
为0，且不存在出力上限即
Figure BDA00030609096100000710
取0。
4)变电站供电半径约束
Figure BDA00030609096100000711
其中，Rmax表示变电站的供电半径。
5)每条街道所允许建设的线路数量约束
Figure BDA0003060909610000081
Figure BDA0003060909610000082
其中，
Figure BDA0003060909610000083
表示路段s上所允许建设的线路数量上限；Is,sta表示变电站节点与路段s的连接关系，若路段s连接变电站节点，则Is,sta取1，否则取0。公式(15)表示，如果路段s上有等效负荷，则该路段上必须至少建设一条线路。
6)配电线路不分岔约束
Figure BDA0003060909610000084
式(16)表示，在任意节点j，当线路l经过节点j时，线路l不会在该点出现分岔。
7)单个变电站故障情况下负荷区块供电约束
Figure BDA0003060909610000085
其中，带下标w的变量，表示该变量是对应第w个变电站故障的变量，以下所有带下标w的变量均是如此。
8)单个变电站故障情况下变电站出力约束
Figure BDA0003060909610000086
Figure BDA0003060909610000087
Figure BDA0003060909610000088
10)单个变电站故障情况下功率平衡约束
Figure BDA0003060909610000089
11)单个变电站故障情况下线路容量约束
Figure BDA00030609096100000810
Figure BDA0003060909610000091
S103：根据线性化处理方法，对配电网馈线布局规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网馈线布局方案。
本实施例中，根据线性化处理方法，对模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型，再通过CPLEX求解器求解模型。
CPLEX是IBM公司中的一个优化引擎。该优化引擎用来求解线性规划(LP)、二次规划(QP)、带约束的二次规划(QCQP)、二阶锥规划(SOCP)等四类基本问题，以及相应的混合整数规划(MIP)问题。CPLEX具有的优势：(1)能解决一些非常困难的行业问题；(2)求解速度非常快；(3)有时还提供超线性加速功能的优势。
对目标函数进行处理，具体包括：
优化模型的目标函数中仅考虑线路潮流的绝对值与路段长度的乘积之和，实际优化过程中可能导致冗余线路，即潮流为0的线路的建设。冗余线路的建设不影响目标函数。为避免冗余线路，目标函数中额外添加一惩罚项，修正后的目标函数如下：
Figure BDA0003060909610000092
其中，ε是对应路段上线路是否建设的标志位的权重，优化中取一个较小的正数。
对于模型的目标函数(24)，其中含有路段上线路的潮流的绝对值，呈现出非线性。绝对值项可以采用如下等效线性化的形式：
Figure BDA0003060909610000093
进一步分析发现，由于|Pi,j,l|处于目标函数中且被最小化，目标函数可以等价为
Figure BDA0003060909610000101
其中，
Figure BDA0003060909610000102
是引入的辅助变量。
当目标函数被线性化之后，整个优化模型不含非线性成分，属于混合整数线性规划模型，可以利用成熟的商用混合整数线性规划求解器CPLEX求解。
本实施例构建了配电网混合整数线性规划模型，可在考虑街区负荷和故障场景的条件下进行规划，模拟运行更加全面，规划结果更加可靠、综合，提高了配电网规划的工程应用价值。
本实施例考虑了考虑街道布局、街区负荷和故障场景建模问题，可有效适应当前电网发展的新形势。
本实施例在配电网络规划的基础上，构建了街道布局、街区负荷和故障场景的优化规划模型，从而使规划结果准确性更高，实用性更强。此外，将非线性的优化问题转化为完全的线性优化问题，从而可使用混合整数线性规划算法进行求解，提高了模型求解的效率和可靠度。
实施例二
在一个或多个实施方式中，公开了一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划系统，参照图2，包括：
数据处理模块，用于获取设定区域街道规划、布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；
模型构建模块，用于以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型；
模型求解模块，用于根据线性化处理方法，对配电网线路规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路布局方案。
需要说明的是，上述各模块的具体实现方式已经在实施例一中进行说明，不再赘述。
实施例三
在一个或多个实施方式中，公开了一种终端设备，包括服务器，所述服务器包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现实施例一中的考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法。为了简洁，在此不再赘述。
应理解，本实施例中，处理器可以是中央处理单元CPU，处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器DSP、专用集成电路ASIC，现成可编程门阵列FPGA或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器提供指令和数据、存储器的一部分还可以包括非易失性随机存储器。例如，存储器还可以存储设备类型的信息。
在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
实施例一中的考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器、闪存、只读存储器、可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。为避免重复，这里不再详细描述。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本实施例描述的各示例的单元即算法步骤，能够以电子硬件或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，其特征在于，包括：
获取设定区域街道规划、布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；
以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型；
根据线性化处理方法，对配电网线路规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；
对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路布局方案。
2.如权利要求1所述的一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，其特征在于，对规划区域内的各区块负荷进行处理，具体包括：
将规划区域内的街道作为待选支路，将多条街道围成的区块作为街区；围绕街区的街道做为路段，路段相连接的地方作为路段交叉点；
用电负荷位于街区之中，供电线路从街区周围任一条路段接入对负荷供电；
将一个区块内的负荷等效分配到其周围的各条路段上，再通过在相应路段上建设线路完成对该等效负荷的供电。
3.如权利要求1所述的一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，其特征在于，以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型，具体包括：
Figure FDA0003060909600000011
其中，lengths为待选支路长度；i为路段s的左端节点，j为路段s的右端节点，Pi,j,l和Pj,i,l分别表示线路l上从节点i流到节点j和从节点j流到节点i的潮流。
4.如权利要求1所述的一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，其特征在于，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，具体包括：电网规划基本约束和单重故障约束；
所述电网规划基本约束包括配电线路容量约束、配电线路不分岔约束、变电站供电半径约束、每条街道所允许建设的线路数量约束、正常情况下节点功率平衡式约束和正常情况下变电站出力约束；
所述单重故障约束包括单重故障下配电线路容量约束、单重故障下节点功率平衡式约束和单重故障下变电站出力约束。
5.如权利要求1所述的一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，其特征在于，根据线性化处理方法，对配电网线路规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型，具体包括：
在目标函数中额外添加一惩罚项，得到修正后的目标函数；
针对修正后的目标函数中含有路段上线路潮流的绝对值项，引入的辅助变量，进行等效线性化处理，得到混合整数线性规划模型。
6.如权利要求5所述的一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，其特征在于，所述混合整数线性规划模型具体包括：
Figure FDA0003060909600000021
其中，
Figure FDA0003060909600000022
是引入的辅助变量，ε是对应路段上线路是否建设的标志位权重；bs,l是决策变量，Pi,j,l和Pj,i,l分别表示线路l上从节点i流到节点j和从节点j流到节点i的潮流。
7.如权利要求1所述的一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法，其特征在于，利用混合整数线性规划求解器CPLEX对转化后的模型进行求解。
8.一种考虑现实需求导向的城市配电网线路规划系统，其特征在于，包括：
数据处理模块，用于获取设定区域街道规划、布局以及负荷电源数据，对区域街道布局情况进行建模；结合所述区域配电网中供电线路的供电特征，对规划区域内的各区块负荷进行处理；
模型构建模块，用于以负荷矩最小为优化目标，考虑实际配电网规划工程中的相关约束条件，建立满足各项约束条件的配电网线路规划模型；
模型求解模块，用于根据线性化处理方法，对配电网线路规划模型中的非线性部分进行处理，转化为混合整数线性规划模型；对转化后的模型进行求解，得到最优的配电网线路布局方案。
9.一种终端设备，其包括处理器和存储器，处理器用于实现各指令；存储器用于存储多条指令，其特征在于，所述指令适于由处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法。
10.一种计算机可读存储介质，其中存储有多条指令，其特征在于，所述指令适于由终端设备的处理器加载并执行权利要求1-7任一项所述的考虑现实需求导向的城市配电网线路规划方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113762792A (zh) * 2021-09-13 2021-12-07 山东大学 固定式与移动式混合储能系统优化配置系统及方法
CN115358469A (zh) * 2022-08-23 2022-11-18 北京化工大学 一种获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法
CN116305701A (zh) * 2023-05-22 2023-06-23 山东大学 考虑线路最小弯曲度的城市配电网线路规划方法及系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106203710A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 上海电力学院 一种考虑能效电厂的单阶段输电网二层规划方法
CN107169597A (zh) * 2017-04-30 2017-09-15 国家电网公司 一种综合考虑建设成本、城市效益和供电均衡性三维度的配电网规划方法
CN107968439A (zh) * 2017-12-29 2018-04-27 国网山东省电力公司菏泽供电公司 基于混合整数线性规划的主动配电网联合优化算法
CN109711706A (zh) * 2018-12-21 2019-05-03 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法
CN110071505A (zh) * 2019-06-04 2019-07-30 清华大学 含大规模风电接入的输电网扩建与储能配置联合规划方法
CN110619454A (zh) * 2019-08-09 2019-12-27 东北大学 一种基于改进遗传算法和prim算法的配电网规划方法
CN110705808A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 山东电力工程咨询院有限公司 新能源接入下考虑检修的输电网规划方案生成系统及方法
CN110808597A (zh) * 2019-11-06 2020-02-18 山东电力工程咨询院有限公司 主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划方法
CN110909920A (zh) * 2019-11-07 2020-03-24 国网山东省电力公司经济技术研究院 考虑多故障场景的输电网容量规划优化方法及系统
CN111639870A (zh) * 2020-06-04 2020-09-08 国网山东省电力公司潍坊供电公司 考虑源荷不确定性的输电网多目标柔性规划方法及系统
CN111861030A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 国网山东省电力公司济宁供电公司 城市配电网多阶段规划方法及系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106203710A (zh) * 2016-07-14 2016-12-07 上海电力学院 一种考虑能效电厂的单阶段输电网二层规划方法
CN107169597A (zh) * 2017-04-30 2017-09-15 国家电网公司 一种综合考虑建设成本、城市效益和供电均衡性三维度的配电网规划方法
CN107968439A (zh) * 2017-12-29 2018-04-27 国网山东省电力公司菏泽供电公司 基于混合整数线性规划的主动配电网联合优化算法
CN109711706A (zh) * 2018-12-21 2019-05-03 国网江西省电力有限公司经济技术研究院 考虑分布式电源和需求响应的主动配电网变电站规划方法
CN110071505A (zh) * 2019-06-04 2019-07-30 清华大学 含大规模风电接入的输电网扩建与储能配置联合规划方法
CN110619454A (zh) * 2019-08-09 2019-12-27 东北大学 一种基于改进遗传算法和prim算法的配电网规划方法
CN110705808A (zh) * 2019-10-31 2020-01-17 山东电力工程咨询院有限公司 新能源接入下考虑检修的输电网规划方案生成系统及方法
CN110808597A (zh) * 2019-11-06 2020-02-18 山东电力工程咨询院有限公司 主动配电网中考虑三相不平衡的分布式电源规划方法
CN110909920A (zh) * 2019-11-07 2020-03-24 国网山东省电力公司经济技术研究院 考虑多故障场景的输电网容量规划优化方法及系统
CN111639870A (zh) * 2020-06-04 2020-09-08 国网山东省电力公司潍坊供电公司 考虑源荷不确定性的输电网多目标柔性规划方法及系统
CN111861030A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 国网山东省电力公司济宁供电公司 城市配电网多阶段规划方法及系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宋蒙等: "基于优化分区的城市配电网架规划", 《继电器》 *
张可虎等: "基于可信性理论的电网规划方法", 《北京交通大学学报》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113762792A (zh) * 2021-09-13 2021-12-07 山东大学 固定式与移动式混合储能系统优化配置系统及方法
CN115358469A (zh) * 2022-08-23 2022-11-18 北京化工大学 一种获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法
CN115358469B (zh) * 2022-08-23 2023-04-07 北京化工大学 一种获得城市交通集成传感设施的铺设最优方案的方法
CN116305701A (zh) * 2023-05-22 2023-06-23 山东大学 考虑线路最小弯曲度的城市配电网线路规划方法及系统
CN116305701B (zh) * 2023-05-22 2023-08-18 山东大学 考虑线路最小弯曲度的城市配电网线路规划方法及系统

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