面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法及装置

1.一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，包括：S1、根据源荷交直流特性建立交直流混合微网模型；S2、基于所述交直流混合微网模型构建微网最小成本目标函数以及微网运行约束条件，并求解得到第一微网群投资成本；S3、构建节点划分目标函数以及节点划分约束作为上层划分模型，并根据所述上层划分模型对所述交直流混合微网模型进行节点划分，得到第一节点划分结果；S4、基于蒙特卡洛方法构建微网群可孤岛概率计算模型；S5、将所述微网最小成本目标函数以及微网运行约束作为下层规划模型，并将所述可孤岛概率计算模型作为所述下层规划模型约束条件进行求解，得到每一微网的功率需求；S6、所述上层划分模型根据每一所述微网的功率需求重新进行节点划分，得到第二节点划分结果，并判断所述第二节点划分结果与所述第一节点划分结果是否一致，若否，则返回步骤S3；若是，则根据每一所述微网的功率需求得到第二微网群投资成本；S7、判断所述第一微网群投资成本是否大于所述第二微网群投资成本，若是，则认定微网群具有有效增益并结束求解；若否，则返回步骤S5，并将所述第一微网群投资成本作为上限约束条件；所述基于蒙特卡洛方法构建微网群可孤岛概率计算模型；其目的在于验证分析步骤S3划分节点后形成的所述微网群供电是否可靠，为了模拟所述微网群的运行场景，该步骤通过蒙特卡洛方法来构建所述微网群的运行状态，计算所述微网群可孤岛概率；通过序贯蒙特卡洛模拟方法对配网各设备的正常和故障停运状态进行模拟，各状态的概率如下： ；式中： 和 分别为设备i的故障状态和运行状态的概率； 和 分别为元件的故障率和修复率；对设备进行抽样，基于设备二状态模型通过抽样获得设备的正常运行时间TTF和故障恢复时间TTR： ； ；式中： 和 为服从(0,1)均匀分布的随机数；基于蒙特卡洛抽样模拟得到的设备故障和正常运行的时间计算微网群可孤岛概率，计算公式如下： ；式中：8760为一年的等效总时长数，即365×24；N为系统总负荷用户的数目； 为第l次模型运行过程中的停电用户数；T为故障持续时间。 2.根据权利要求1所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，所述基于所述交直流混合微网模型构建微网最小成本目标函数包括：获取微网的设备数据以及运行数据，所述设备数据包括设备数量、设备容量、设备投资成本以及设备维护成本，所述运行数据包括购电费用、售电费用以及换流器损耗；根据所述设备数量、设备容量、设备投资成本以及设备维护成本得到年投资成本以及年维护成本；根据所述购电费用、售电费用以及换流器损耗得到年运行成本；根据所述年投资成本、年维护成本以及年运行成本得到所述微网最小成本目标函数。 3.根据权利要求1或2所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，所述微网最小成本目标函数包括： ；式中： 是微网m年的综合成本， 是年投资成本， 是年维护成本， 是年运行成本。 4.根据权利要求3所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，所述年投资成本包括： ； ；式中： 、 、 、 分别是风力发电机、光伏板、蓄电池、换流器的数量； 、 、 、 分别是风力发电机、光伏板、电池组、换流器的单机成本；CRF为初始投资成本转换成年投资成本的转换系数， n 是整个微网寿命周期的年数，j为年利率；所述年维护成本包括： ；式中： 、 、 、 分别是风力发电机、光伏板、蓄电池、换流器的容量大小； 、 、 、 分别是风力发电机、光伏板、电池组、换流器的单位年维护费用；所述年运行成本包括： ； ； ；式中：E(·)表示期望； 为微网运行在场景i时的运行费用，每个i场景有24h，一年共有K个场景； 、 分别是场景i中时间t内微网向主网购电和售电的能量； 、 是购/售电价； 为换流器的换流效率； 为换流器的换流功率； 为换流器损耗成本； 、 为取值为0，1的二元变量。 5.根据权利要求1所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，所述微网运行约束条件包括交流子微网供需平衡约束、直流子微网供需平衡约束以及蓄电池约束；所述交流子微网供需平衡约束包括： ； ；式中： 为风机输出功率； 和 分别为交流子微网从上级的购电功率和卖给上级的电功率； 为整流器的转换效率； 为交流子网流向直流子网的电功率； 为直流子网流向交流子网的电功率； 为交流负荷； / 为取值为0、1的二元变量；所述直流子微网供需平衡约束包括： ； ；式中： 和 为蓄电池组的放电功率和充电功率； 和 为取值为0、1的二元变量；所述蓄电池约束包括： ； ； ；式中： 是蓄电池电量， 和 分别是蓄电池电量上下限； 和 是蓄电池充电和放电效率； 和 是蓄电池荷电比上下限。 6.根据权利要求1所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，所述节点划分目标函数包括： ；式中： 为权重系数； 为节点耦合度； 为有功平衡度。 7.根据权利要求6所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，所述节点耦合度包括： ； ； ； ； ；式中： 为节点i与节点j之间的电气距离， 为0-1变量； 为节点i和节点j之间的紧密程度； 为节点i和节点n之间的紧密程度； 为节点j和节点n之间的紧密程度； 以及 表示配电网节点电压幅值的变化； 以及 为节点无功功率变化量； 为节点j的电压变化量与节点j的无功变化量的比值求得的配网节点灵敏度； 为节点i的电压变化量与节点j的无功变化量的比值求得的配网节点灵敏度；所述有功平衡度包括： ； ；式中： 为划分的微网群数目； 为微网群i的有功平衡度； 为微网群i在时刻t的用电需求；T为整个规划周期。 8.根据权利要求1所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法，其特征在于，所述节点划分约束包括： ；式中： 为第i类交流电压， 、 分别为第i类交流电压的最大值以及最小值； 为第j类直流电压， 、 分别为第j类直流电压的最大值以及最小值。 9.一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划装置，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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的一种面向低压配电系统可靠性提升的微网群规划方法中的各个步骤。