考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法及装置

1.一种考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法，其特征在于，包括：基于目标配电网的配电网确定性参数和配电网规划参数构建约束模型；其中，所述约束模型包括风险水平约束；所述配电网确定性参数包括网络拓扑连接关系、线路电阻电抗、负荷额定功率和安装位置；所述配电网规划参数包括规划周期、规划阶段划分数量、年利率、最大允许的风险水平、智能软开关可连接节点、各阶段负荷年增长率、各阶段光伏渗透率、各阶段电动汽车充电负荷渗透率、光伏待安装位置和换流器最大安装容量、电动汽车充电站待安装位置和换流器最大安装容量、各阶段场地和每公里线路建设价格、各阶段换流器单位容量价格和各阶段电价；所述约束模型还包括智能软开关多阶段拓展规划方案的关联约束、智能软开关多阶段拓展规划约束、电动汽车充电站多阶段规划约束、光伏多阶段规划约束、智能软开关运行约束和配电网运行约束；基于所述目标配电网的配电网随机性参数确定电网响应参数；所述配电网随机性参数包括负荷历史数据、光照强度历史数据、电动汽车充电负荷历史数据以及配电网概率空间中随机变量间相关系数；基于所述电网响应参数将所述风险水平约束转换为迭代求解格式，得到迭代求解格式的约束模型；建立所述目标配电网的多资源协调规划模型，所述多资源协调规划模型以所述目标配电网的投资成本与运行成本之和最小为优化目标，以所述迭代求解格式的约束模型为约束条件；对所述多资源协调规划模型求解，得到所述目标配电网的资源规划结果；所述基于所述目标配电网的配电网随机性参数确定电网响应参数，包括：基于配电网随机性参数的历史值构建配电网随机性参数的高斯混合模型；采用拟蒙特卡洛方法在标准正态空间中对所述高斯混合模型抽样，得到标准正态空间中的多个随机变量样本；对所述多个随机变量样本进行纳塔夫变换，得到多个配电网随机性参数样本；基于低秩逼近方法估算每个配电网随机性参数样本对应的配电网响应参数，得到多个配电网响应参数；所述风险水平约束为：其中，v min 表示节点电压安全下限的平方，v max 表示节点电压安全上限的平方，c max 表示线路允许电流上限的平方， 表示求概率运算，γ表示配电网最大允许的越限风险，c ij,u 表示阶段u上线路ij电流的平方，v i，u 表示阶段u上节点i电压的平方；迭代求解格式的风险水平约束为：其中，x表示配电网状态变量，w表示配电网规划的决策变量， 表示配电网随机变量的均值， 表示第K次迭代的不等式约束的下边界值， 表示第K次迭代的不等式约束的上边界值， 表示在第K-1次迭代中得到下边界值的修正值， 表示在第K-1次迭代中得到上边界值的修正值， 表示在第K-1次迭代中求解得到的计算结果， z min 表示风险水平约束置信范围 的下边界值，z max 表示风险水平约束置信范围 的上边界值。 2.根据权利要求1所述的考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法，其特征在于，所述对所述多资源协调规划模型求解，得到所述目标配电网的资源规划结果，包括：对所述多资源协调规划模型进行迭代求解；其中，在第K次迭代时，基于配电网最大允许的越限风险、不等式约束z(x,w，ξ)不满足风险校验的累积次数以及引入惩罚机制的风险水平更新公式计算第K次迭代的最大允许的风险水平，并基于所述第K次迭代的最大允许的风险水平更新所述迭代求解格式的风险水平约束，基于更新后的迭代求解格式的风险水平约束进行迭代优化；其中，1≤κ≤κ max ，所述引入惩罚机制的风险水平更新公式为：其中， 表示第K次迭代的最大允许的风险水平，κ max 表示允许的最大迭代次数，a κ 表示前K次迭代过程中不等式约束不满足风险校验的累积次数， 表示求分位数运算。 3.根据权利要求1所述的考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法，其特征在于，所述高斯混合模型为：其中，ξ表示随机变量，p(ξ)表示随机变量ξ的概率分布，M表示高斯混合模型的最大分量数，π m 为权重系数，N(ξ；μ m ，∑ m )表示高斯分布，μ m 表示第m分量的均值向量，∑ m 表示第m分量的方差矩阵，det(·)表示求行列式运算。 4.根据权利要求1所述的考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法，其特征在于，配电网响应参数的估算公式为：其中，h表示采用低秩逼近方法近似得到的配电网目标响应，b l 表示秩为l时的归一化权重因子，ω l (ξ)表示秩为l时配电网概率空间中随机变量ξ的秩一函数， 表示秩为l时配电网概率空间中第t个随机变量ξ t 的单变量函数，r表示低秩逼近估计最大展开秩数， 表示配电网概率空间中第t个随机变量ξ t 的第q阶多项式， 表示秩为l时配电网概率空间中第t个随机变量ξ t 的第q阶多项式系数，θ表示多项式最大展开阶数。 5.根据权利要求1所述的考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法，其特征在于，所述资源规划结果包括智能软开关拓展规划的拓扑结构及规划容量、电动汽车充电站规划位置和容量、光伏规范位置和容量，以及配电网投资运行成本。 6.根据权利要求5所述的考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法，其特征在于，所述智能软开关多阶段拓展规划方案的关联约束为：其中， 表示智能软开关规划方案集合；Nk表示智能软开关规划方案的总数量； 表示由第k种智能软开关规划方案拓展得到的规划方案集合； 表示由第k种智能软开关规划方案拓展得到的具有τ个端口的规划方案集合；M τ 表示智能软开关端口最大规划数量；U表示集合取并集操作； 表示包含节点i的所有智能软开关规划方案集合，Ω k 表示规划方案k的智能软开关端口节点集合，Ω s 表示配电网中智能软开关可连接节点集合；所述智能软开关多阶段拓展规划约束为：其中， 表示阶段u上规划方案k的智能软开关连接节点i换流器容量， 表示规划方案k的智能软开关换流器的最大安装容量，π表示较小的正数，α k，u 表示在阶段u上是否采用智能软开关规划方案k，β i，u 表示是否采用在节点i建设电动汽车充电站；所述电动汽车充电站多阶段规划约束为：β i，u-1 ≤β i，u其中， 表示节点i上电动汽车充电站的最大安装容量， 表示阶段u节点i上电动汽车充电负荷的基准容量，Ω e 表示电动汽车充电站规划位置集合， 表示阶段u上电动汽车充电负荷的总渗透容量；所述光伏多阶段规划约束为：δ i,u-1 ≤δ i,u其中，δ i,u 为二进制变量，表示是否采用在节点i建设光伏； 表示节点i上光伏的最大安装容量， 表示阶段u节点i上光伏的基准容量， 表示阶段u上光伏的总渗透容量； 表示节点i上光伏运行的最小功率因数，Ω g 表示光伏规划位置集合；所述智能软开关运行约束为：其中， 表示智能软开关换流器端口损耗系数；所述配电网运行约束为：其中，Ω b 表示配电网线路集合，P ij，u 表示阶段u上线路ij的有功功率，Q ij，u 表示阶段u上线路ij的无功功率，R ij 表示线路ij的电阻，X ij 表示线路ij的电抗，c ij，u 表示阶段u上线路ij电流的平方，v i，u 表示阶段u上节点i电压的平方，P i，u 表示阶段u节点i上注入的有功功率，Q i，u 表示阶段u节点i上注入的无功功率， 表示阶段u节点i上平衡节点注入的有功功率， 表示阶段u节点i上平衡节点注入的无功功率， 表示阶段u节点i上光伏注入的有功功率， 表示阶段u节点i上光伏注入的无功功率， 表示阶段u上规划方案k的智能软开关在节点i注入的有功功率， 表示阶段u上规划方案k的智能软开关在节点i注入的无功功率， 表示阶段u节点i上负荷消耗的有功功率， 表示阶段u节点i上负荷消耗的无功功率， 表示阶段u节点i上电动汽车消耗的有功功率， 表示阶段u节点i上负荷的基准容量，Y表示每个规划阶段持续的年数， 表示阶段u上负荷年增长率， 表示阶段u节点i上负荷， 表示阶段u节点i上电动汽车的随机出力水平， 表示阶段u节点i上光伏的随机出力水平。 7.根据权利要求1所述的考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划方法，其特征在于，目标函数为：λyu＝(1+d)-[(u-1) Y+ y]ε＝d(1+d) L /[(1+d) L -1]其中，Ω Y 表示年份集合，Ω U 表示规划阶段集合，Y表示每个规划阶段持续的年数，U表示规划阶段数，u表示当前规划阶段，y表示当前阶段已经历的年数，d表示年利率，L表示投资回收期，λyu表示现值系数，ε表示资本回收系数， 表示阶段u上产生的投资成本， 表示阶段u上产生的年化运行成本；阶段u上产生的投资成本的计算公式为：其中， 表示阶段u上的智能软开关的土建成本， 表示阶段u上的智能软开关的换流器成本， 表示阶段u上的智能软开关的线路建设成本， 表示阶段u上的电动汽车充电站的土建成本， 表示阶段u上的电动汽车充电站的换流器成本， 表示阶段u上的光伏换流器成本， 表示阶段u上土建价格， 表示阶段u上换流器单位容量价格， 表示阶段u上智能软开关单位长度线路建设价格，α k，u 表示在阶段u上是否采用智能软开关规划方案k，β i，u 表示是否采用在节点i建设电动汽车充电站，α k，u 和β i，u 为二进制变量， 表示阶段u上规划方案k的智能软开关换流器容量，D k 表示规划方案k的智能软开关须建设的线路长度，规划方案k中涉及到已有联络开关的线路，不用再新建， 表示阶段u上安装在节点i的电动汽车充电站的换流器容量， 表示阶段u上安装在节点i的光伏换流器容量，Ω e 表示电动汽车充电站规划位置集合，Ω g 表示光伏规划位置集合；阶段u上产生的年化运行成本的计算公式为：其中， 表示阶段u上配电网线路损耗成本， 表示阶段u上智能软开关换流损耗成本， 表示阶段u上单位千瓦时价格，R ij 表示线路ij的电阻，c ij，u 表示线路ij电流的平方， 表示阶段u上采用规划方案k的智能软开关连接节点i换流器的损耗，Ω b 表示配电网线路集合，Ω k 表示规划方案k的智能软开关连接节点集合。 8.一种考虑风险评估的柔性配电网多资源协调规划装置，其特征在于，包括：约束构建模块，用于基于目标配电网的配电网确定性参数和配电网规划参数构建约束模型；其中，所述约束模型包括风险水平约束；所述配电网确定性参数包括网络拓扑连接关系、线路电阻电抗、负荷额定功率和安装位置；所述配电网规划参数包括规划周期、规划阶段划分数量、年利率、最大允许的风险水平、智能软开关可连接节点、各阶段负荷年增长率、各阶段光伏渗透率、各阶段电动汽车充电负荷渗透率、光伏待安装位置和换流器最大安装容量、电动汽车充电站待安装位置和换流器最大安装容量、各阶段场地和每公里线路建设价格、各阶段换流器单位容量价格和各阶段电价；所述约束模型还包括智能软开关多阶段拓展规划方案的关联约束、智能软开关多阶段拓展规划约束、电动汽车充电站多阶段规划约束、光伏多阶段规划约束、智能软开关运行约束和配电网运行约束；响应确定模块，用于基于所述目标配电网的配电网随机性参数确定电网响应参数；所述配电网随机性参数包括负荷历史数据、光照强度历史数据、电动汽车充电负荷历史数据以及配电网概率空间中随机变量间相关系数；约束转换模块，用于基于所述电网响应参数将所述风险水平约束转换为迭代求解格式，得到迭代求解格式的约束模型；建模模块，用于建立所述目标配电网的多资源协调规划模型，所述多资源协调规划模型以所述目标配电网的投资成本与运行成本之和最小为优化目标，以所述迭代求解格式的约束模型为约束条件；求解模块，用于对所述多资源协调规划模型求解，得到所述目标配电网的资源规划结果；所述响应确定模块具体用于：基于配电网随机性参数的历史值构建配电网随机性参数的高斯混合模型；采用拟蒙特卡洛方法在标准正态空间中对所述高斯混合模型抽样，得到标准正态空间中的多个随机变量样本；对所述多个随机变量样本进行纳塔夫变换，得到多个配电网随机性参数样本；基于低秩逼近方法估算每个配电网随机性参数样本对应的配电网响应参数，得到多个配电网响应参数；所述风险水平约束为：其中，v min 表示节点电压安全下限的平方，v max 表示节点电压安全上限的平方，c max 表示线路允许电流上限的平方， 表示求概率运算，γ表示配电网最大允许的越限风险，c ij，u 表示阶段u上线路ij电流的平方，v i，u 表示阶段u上节点i电压的平方；迭代求解格式的风险水平约束为：其中，x表示配电网状态变量，w表示配电网规划的决策变量， 表示配电网随机变量的均值， 表示第K次迭代的不等式约束的下边界值， 表示第K次迭代的不等式约束的上边界值， 表示在第K-1次迭代中得到下边界值的修正值， 表示在第K-1次迭代中得到上边界值的修正值， 表示在第K-1次迭代中求解得到的计算结果， z min 表示风险水平约束置信范围 的下边界值，z max 表示风险水平约束置信范围 的上边界值。