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基于深度强化学习算法的跨区域多微电网系统扩展规划研究

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中国管理科学 2024年

作者：周剑聂孝婷庞可欣王小越马义中南京理工大学经济管理学院北京工商大学商学院

微电网在提升电力供应韧性和温室气体减排等方面展现出了巨大潜力，孤岛型微电网通过互联成为跨区域的多微电网系统，有利于实现微电网的经济性和供电韧性。针对跨区域多微电网系统的扩展规划问题，考虑相邻微电网间的能量互济，将供电... 详细信息

微电网在提升电力供应韧性和温室气体减排等方面展现出了巨大潜力，孤岛型微电网通过互联成为跨区域的多微电网系统，有利于实现微电网的经济性和供电韧性。针对跨区域多微电网系统的扩展规划问题，考虑相邻微电网间的能量互济，将供电韧性和环境效益作为约束，提出以最小化多微电网系统总成本为目标的长期扩展规划框架。基于深度强化学习算法对此动态、随机决策优化问题给出了求解方法，结合真实数据构造了包含三个区域的多微电网系统，并以此作为算例验证模型的有效性。算例仿真表明，针对跨区域多微电网系统的规划框架不仅可提升微电网的供电韧性，而且能够考虑跨区域的微电网结构的影响，适时调整投资规划，选取电力依赖性更高、用途更广泛的区域进行微电网设施的投资，有效解决了跨区域多微电网系统的规划问题。

关键词：微电网韧性扩展规划跨区域强化学习

考虑5G基站可调度潜力的主动配电网扩展规划

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南方电网技术 2024年

作者：陈玮林张沈习曹毅杨龙程浩忠上海电力大学电气工程学院电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 南方电网能源发展研究院

随着信息通信技术的快速发展，5G基站作为高密度、高能耗的负荷节点，为主动配电网扩展规划带来了新的机遇与挑战。该文提出一种考虑5G基站可调度潜力的主动配电网扩展规划方法。首先，根据5G基站的通信负载率，将基站备用储能电池动态... 详细信息

随着信息通信技术的快速发展，5G基站作为高密度、高能耗的负荷节点，为主动配电网扩展规划带来了新的机遇与挑战。该文提出一种考虑5G基站可调度潜力的主动配电网扩展规划方法。首先，根据5G基站的通信负载率，将基站备用储能电池动态划分为最小备用电量和可调度电量。其次，为处理分布式电源出力和负荷需求的不确定性，采用变分贝叶斯高斯混合聚类算法构建典型日场景集。在此基础上，以年综合费用最小为目标函数，建立了考虑5G基站可调度潜力的主动配电网扩展规划模型。然后，为提高模型求解效率，利用二阶锥松弛法和Big-M法，将模型转化为混合整数二阶锥规划模型。最后，基于Portugal 54节点算例仿真分析，验证了所提方法的可行性和有效性。

关键词：主动配电网扩展规划 5G基站可调度潜力变分贝叶斯高斯混合模型混合整数二阶锥规划

计及电网辅助服务收益的区域供能站热泵扩展规划方法

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电气传动 2024年第8期54卷 68-76页

作者：邢刚刘惠宏王伯钊宋文洋刘龙飞徐宪东国电电力发展股份有限公司科技信息部北京100101 中国能源研究会研究咨询部北京100038 天津大学智能电网教育部重点实验室天津300072

针对双碳目标下区域能源系统的减排需求,提出了一种考虑电网辅助服务收益的区域能源站热泵扩展规划方法,支撑将热泵等低碳供能技术集成到现有区域能源系统的设备选型。首先,构造了考虑外部电网调控需求的区域供能站多能耦合模型。在此... 详细信息

针对双碳目标下区域能源系统的减排需求,提出了一种考虑电网辅助服务收益的区域能源站热泵扩展规划方法,支撑将热泵等低碳供能技术集成到现有区域能源系统的设备选型。首先,构造了考虑外部电网调控需求的区域供能站多能耦合模型。在此基础上,提出了计及电网辅助服务收益的双层扩展规划模型,综合考虑能源成本、辅助服务价格、既有储能容量、碳排成本等因素对于规划结果的影响。最后,以某大学校园供能站热泵替代热电联产机组为例,比较分析了上述因素对区域供能站扩展规划结果的影响,验证了所提方法的有效性。

关键词：热泵辅助服务区域供能站扩展规划多能源系统

基于智能算法的配电网负荷预测和扩展规划研究

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微型计算机 2024年第6期 37-39页

作者：朱亮张宁李妍黑龙江工业学院黑龙江鸡西158100 国网辽宁省电力有限公司葫芦岛供电公司辽宁葫芦岛125000

本研究的关键目标是基于智能算法的配电网负荷预测和扩展规划,旨在优化电力系统的性能和可持续性。我们通过深入分析历史数据、应用先进智能算法,成功实现高精度的负荷预测,从而为电力系统提供了更稳定可靠的运行基础。我们提出了切实... 详细信息

本研究的关键目标是基于智能算法的配电网负荷预测和扩展规划,旨在优化电力系统的性能和可持续性。我们通过深入分析历史数据、应用先进智能算法,成功实现高精度的负荷预测,从而为电力系统提供了更稳定可靠的运行基础。我们提出了切实可行的扩展规划策略,以满足未来电力需求的不断增长,为电力行业的可持续发展提供了关键支持。这一研究有望在提高能源效率、降低成本、减少碳排放等方面取得重要成果,为电力领域的进步贡献力量。

关键词：配电网负荷预测扩展规划智能算法电力系统

基于混合粒子群优化的交直流混联配电网扩展规划算法

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微型电脑应用 2024年第7期40卷 125-129页

作者：孙宏丽徐宣王建渊伊仁图太国网陕西省电力有限公司电力科学研究院陕西西安710100 国网安康供电公司陕西安康725000 西安理工大学电气工程学院陕西西安710048

在交直流混联配电网建设过程中,主要采用传统的粒子群算法求解配电网扩展规划方案,容易陷入局部最优,使得最终生成方案的规划成本较高。因此,提出基于混合粒子群优化的交直流混联配电网扩展规划算法。针对配电公司和分布式电源运营商两... 详细信息

在交直流混联配电网建设过程中,主要采用传统的粒子群算法求解配电网扩展规划方案,容易陷入局部最优,使得最终生成方案的规划成本较高。因此,提出基于混合粒子群优化的交直流混联配电网扩展规划算法。针对配电公司和分布式电源运营商两个配电网运营主体,设计配电公司为主、运营商为辅的博弈关系图,并构建以系统经济性最优、DG利用率最大为目标的双层配电网扩展规划模型。考虑交直流混联配电网运营要求,设置设备投资约束、网络连通性约束和元件运行特性约束条件。结合粒子群算法和模拟退火算法组成混合粒子群优化算法,应用对双层规划模型进行迭代求解,输出最优交直流混联配电网扩展规划方案。实验结果表明:所提算法应用后得出的配电网扩展方案年规划成本仅为135.07万元,满足了配电网扩展经济性要求。

关键词：混合粒子群优化交直流混联配电网扩展规划主从博弈分布式电源(DG) 双层优化

混合CVaR-IGDT的区域综合能源系统扩展规划模型

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电网技术 2020年第2期44卷 505-515页

作者：王祺王承民谢宁王海冰上海交通大学电子信息与电气工程学院上海市闵行区200240

区域综合能源系统的规划问题主要面临短期可再生能源出力和长期负荷增长两类不确定性。鉴于长期负荷增长不确定性预测精度较低,采用信息间隙决策理论来处理冷热电负荷增长的不确定性;鉴于可再生能源出力概率刻画较为准确,采用条件风险... 详细信息

区域综合能源系统的规划问题主要面临短期可再生能源出力和长期负荷增长两类不确定性。鉴于长期负荷增长不确定性预测精度较低,采用信息间隙决策理论来处理冷热电负荷增长的不确定性;鉴于可再生能源出力概率刻画较为准确,采用条件风险价值理论来控制规划方案应对风电光伏短期不确定性的适应性;进而提出了一种同时考虑短期和长期不确定性的区域综合能源系统扩展规划模型。最后,以长沙某一实际多区域综合能源系统为例,验证了所建模型的有效性,可通过调节规避系数和风险偏好系数实现对2类不确定性的有效管理。该模型能够为规划人员提供有效的定量依据。

关键词：区域综合能源系统不确定性条件风险价值信息间隙决策理论扩展规划

考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划

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电网技术 2018年第11期42卷 3459-3468页

作者：雷霞唐文左李逐云何锦宇刘群英西华大学电气与电子信息学院四川省成都市610039 国网重庆市电力公司经济技术研究院重庆市渝北区401120 国网达州供电公司四川省达州市635000 电子科技大学自动化工程学院四川省成都市611731

随着地理上形成的区域综合能源系统（regional integrated energy system,RIES）逐渐增多,在转向能源互联网的初始阶段中,进行已有配电网络的扩展规划时面临着新的要求。为充分利用RIES可实现多能互补利用的优势,提出一种考虑区域综合... 详细信息

随着地理上形成的区域综合能源系统（regional integrated energy system,RIES）逐渐增多,在转向能源互联网的初始阶段中,进行已有配电网络的扩展规划时面临着新的要求。为充分利用RIES可实现多能互补利用的优势,提出一种考虑区域综合能源系统优化运行的配电网扩展规划方法,用于满足负荷增长并促进资源的优化利用。首先,从能源生产、转换、存储和使用出发,构建了含多种能源设备和需求响应负荷的RIES,并分析了RIES内部能量间的转换关系。其次,基于多代理系统（multi-agentsystems,MAS）搭建包含主管层、区域层、设备层的3层交互结构,实现空间尺度上不同实体的相互作用。基于此结构,对含居民、商业、工业类区域综合能源系统的配电网,建立了双层优化模型,上层进行配电网的扩展规划,下层实现区域综合能源系统的优化运行,并分析了上下层模型间的数据传递关系。然后,采用遗传膜算法（genetic membrane algorithm,GMA）和序列二次规划法（sequentialquadraticprogramming,SQP）嵌套求解上下层模型。最后,仿真算例表明,考虑区域综合能源系统优化运行的配电网规划可以减少规划的总成本,提高能源利用效率和新能源消纳率。

关键词：区域综合能源系统优化运行扩展规划多代理系统遗传膜算法能源利用效率新能源消纳率

考虑智能软开关接入的主动配电网扩展规划方法

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中国电机工程学报 2023年第1期43卷 48-60页

作者：张沈习王浩宇李然程浩忠方一晨李珂王旭向月电力传输与功率变换控制教育部重点实验室(上海交通大学) 上海市闵行区200240 国网杭州供电公司浙江省杭州市310009 国家电网有限公司华东分部上海市浦东新区200120 四川大学电气工程学院四川省成都市610065

柔性互联装置的广泛应用给主动配电网(active distribution network,ADN)规划带来巨大挑战。该文提出一种考虑智能软开关(soft open point,SOP)接入的ADN扩展规划方法,对变电站新建及扩容,线路新建,智能软开关、分布式电源、储能系统以... 详细信息

柔性互联装置的广泛应用给主动配电网(active distribution network,ADN)规划带来巨大挑战。该文提出一种考虑智能软开关(soft open point,SOP)接入的ADN扩展规划方法,对变电站新建及扩容,线路新建,智能软开关、分布式电源、储能系统以及无功补偿等设备的选址定容进行协同规划。首先,考虑分布式电源出力和负荷功率不确定性,采用基于改进高斯混合模型的聚类方法构建典型日场景。在此基础上,以年综合费用最小为目标函数,建立了考虑SOP接入的ADN扩展规划模型。然后,通过线性化和二阶锥松弛技术,将原始非凸非线性规划模型转化为混合整数二阶锥规划(mixed-integer second-order cone programming,MISOCP)模型,并提出逐次收缩凸松弛算法以获得凸松弛间隙足够小的原问题最优解。最后,在54节点主动配电网算例上验证了所提规划模型和求解算法的可行性与有效性。

关键词：主动配电网扩展规划智能软开关高斯混合模型混合整数二阶锥规划逐次收缩凸松弛算法

计及风电不确定性的电-气-热综合能源系统扩展规划方法

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电网技术 2018年第11期42卷 3477-3485页

作者：李哲王成福梁军赵鹏辉张哲电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学)

以电网为核心的电-气-热综合能源系统（integrated energy system,IES）可有效提升系统的供能效率与运行灵活性,将是未来能源供应的主要形式。类比于电网中的风电发展,大规模随机波动性风能的并入亦将成为IES规划与运行中的重要挑战。据... 详细信息

以电网为核心的电-气-热综合能源系统（integrated energy system,IES）可有效提升系统的供能效率与运行灵活性,将是未来能源供应的主要形式。类比于电网中的风电发展,大规模随机波动性风能的并入亦将成为IES规划与运行中的重要挑战。据此,提出了一种计及风电不确定性的IES扩展规划方法,建立了以投资、运行、电能不足与弃风成本之和最小为目标的混合整数线性规划模型。该方法可在保证计算效率基础上,精确挖掘风电的不确定性,明晰风功率波动性对IES扩展规划的影响。同时,针对所建模型难于直接、高效求解的问题,提出一种基于场景法的两阶段规划求解策略,以保证模型求解的效率与可行性。利用GAMS对所建IEEE14-NGS14算例系统进行优化解算,所得最优扩展规划结果证明了本文所提方法的正确性和有效性。

关键词：综合能源系统扩展规划风电不确定性场景法