王明淵，何 凱，王 木

(1.國(guó)家電網(wǎng)有限公司，北京 100031；2.電力系統(tǒng)及發(fā)電設(shè)備控制和仿真國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(清華大學(xué)電機(jī)系)，北京 100084)

中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展、工業(yè)化和城鎮(zhèn)化進(jìn)行加速、煤改電等項(xiàng)目的實(shí)施、以及電動(dòng)汽車(chē)充電需求的增加，使得電力負(fù)荷需求、特別是城鎮(zhèn)和工業(yè)園區(qū)電力負(fù)荷持續(xù)增長(zhǎng)，這對(duì)輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)傳輸能力提出了新的要求?；诿绹?guó)和歐洲電網(wǎng)的實(shí)證研究指出，電網(wǎng)容量不足引起的停電損失超過(guò)冗余線(xiàn)路的投資成本[1]。為此，需要適度超前開(kāi)展輸配電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)，以提升電網(wǎng)輸電能力、保障電力安全供應(yīng)、適應(yīng)中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需求。

輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)運(yùn)行特點(diǎn)不同，規(guī)劃的模型和方法也有差異，目前已有眾多文獻(xiàn)分別對(duì)輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)的規(guī)劃方法進(jìn)行了研究。在輸電網(wǎng)規(guī)劃領(lǐng)域，文獻(xiàn)[2]首次使用線(xiàn)性規(guī)劃對(duì)輸電網(wǎng)擴(kuò)展進(jìn)行評(píng)估；文獻(xiàn)[3]提出了以最小化投資費(fèi)用和可靠性指標(biāo)的輸電網(wǎng)規(guī)劃模型，從規(guī)劃階段降低系統(tǒng)大停電的風(fēng)險(xiǎn)水平；文獻(xiàn)[4]提出了考慮新能源不確定性和隨機(jī)性的電網(wǎng)規(guī)劃方法；文獻(xiàn)[5]提出了一種將可靠性指標(biāo)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的電網(wǎng)規(guī)劃新方法；文獻(xiàn)[6]提出了市場(chǎng)環(huán)境下的發(fā)輸電一體擴(kuò)展規(guī)劃模型；文獻(xiàn)[7]提出了一個(gè)以概率模型解決多目標(biāo)電源電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型的不確定性的方法；文獻(xiàn)[8]給出了基于可靠性的電源電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃模型和方法；文獻(xiàn)[9]提出了一種適應(yīng)節(jié)能服務(wù)環(huán)境的電網(wǎng)綜合資源規(guī)劃新方法。在配電網(wǎng)規(guī)劃方面，早期的配電網(wǎng)規(guī)劃模型包括變電站規(guī)劃模型、網(wǎng)架規(guī)劃模型、變電站—網(wǎng)架聯(lián)合規(guī)劃模型以及多階段規(guī)劃模型[10]。文獻(xiàn)[11]基于變電站規(guī)劃模型，在電源點(diǎn)、負(fù)荷點(diǎn)的基礎(chǔ)上考慮了既接受電能又輸出電能的傳輸節(jié)點(diǎn)；文獻(xiàn)[12]將整個(gè)規(guī)劃范圍用地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)識(shí)，并以此為基礎(chǔ)使用動(dòng)態(tài)規(guī)劃方法規(guī)劃饋線(xiàn)路徑；文獻(xiàn)[13]分析了分布式電源在配電網(wǎng)中的布點(diǎn)規(guī)劃和考慮分布式電源的配電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃問(wèn)題；文獻(xiàn)[14]提出一種配電網(wǎng)擴(kuò)展規(guī)劃中進(jìn)行分布式電源選址和定容的方法；文獻(xiàn)[15-16]提出考慮電動(dòng)汽車(chē)充電網(wǎng)絡(luò)的配電網(wǎng)規(guī)劃模型。

相比于獨(dú)立規(guī)劃，輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃更具優(yōu)越性。在物理層面，配電網(wǎng)中新增負(fù)荷項(xiàng)目和擴(kuò)容項(xiàng)目會(huì)增加輸電網(wǎng)的凈負(fù)荷，輸電網(wǎng)規(guī)劃中對(duì)配網(wǎng)內(nèi)部新增負(fù)荷特性和配網(wǎng)運(yùn)行特性考慮不足，得到的規(guī)劃方案可能導(dǎo)致輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)發(fā)展不均衡，進(jìn)而引起局部阻塞或輸電網(wǎng)投資過(guò)剩。在經(jīng)濟(jì)層面，配電網(wǎng)新增項(xiàng)目會(huì)影響輸電網(wǎng)凈負(fù)荷與輸電線(xiàn)路規(guī)劃，新增輸電網(wǎng)線(xiàn)路可能影響配電網(wǎng)并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的電價(jià)進(jìn)而影響配電網(wǎng)擴(kuò)建的凈收益，電網(wǎng)規(guī)劃中缺乏對(duì)輸配電網(wǎng)交互影響的考慮將無(wú)法實(shí)現(xiàn)全社會(huì)福利的最大化。在輸配電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃方面，文獻(xiàn)[17]針對(duì)多電壓等級(jí)、不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的輸配電系統(tǒng)的綜合規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行了研究，提出了開(kāi)環(huán)與非開(kāi)環(huán)混合的輸配電系統(tǒng)綜合規(guī)劃問(wèn)題的近似解決方法；文獻(xiàn)[18]對(duì)110 kV變電站選址定容及供電范圍進(jìn)行了劃分，通過(guò)提高片區(qū)內(nèi)所有同級(jí)變電站的運(yùn)行合理性，達(dá)到優(yōu)化輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)間銜接的目的；文獻(xiàn)[19]提出了構(gòu)建輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型的技術(shù)路線(xiàn)，并提出采用現(xiàn)代啟發(fā)式優(yōu)化算法和原始對(duì)偶內(nèi)點(diǎn)法相結(jié)合的方法求解規(guī)劃模型?，F(xiàn)有輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃的研究通常將配電網(wǎng)規(guī)劃模型整體納入輸電網(wǎng)規(guī)劃模型統(tǒng)一建模，或者采用輸配電網(wǎng)通過(guò)公共連接點(diǎn)迭代協(xié)同的方法[20-21]。然而，傳統(tǒng)的集中式求解方法在求解較大規(guī)模的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃問(wèn)題時(shí)，模型復(fù)雜度高、求解效率低，在實(shí)際工程應(yīng)用中面臨挑戰(zhàn)。

為此，本文提出一種輸配電網(wǎng)分層規(guī)劃的新模式，建立基于配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)的輸配電網(wǎng)雙層規(guī)劃模型。其中，配電網(wǎng)以擴(kuò)建凈成本最小為目標(biāo)，采用DistFlow潮流方程建立規(guī)劃模型。然后在配電網(wǎng)不同項(xiàng)目總數(shù)下，分別優(yōu)化計(jì)算得到對(duì)應(yīng)的配網(wǎng)凈收益和配網(wǎng)新增負(fù)荷，作為輸電網(wǎng)規(guī)劃模型的輸入?yún)?shù)。輸電網(wǎng)以考慮各配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)的擴(kuò)建成本最小為目標(biāo)，采用直流潮流方程建立規(guī)劃模型。通過(guò)輸電網(wǎng)模型的優(yōu)化計(jì)算確定輸電網(wǎng)線(xiàn)路的規(guī)劃方案以及各配網(wǎng)內(nèi)的項(xiàng)目決策方案。算例分析驗(yàn)證本文所提方法的有效性。

1 輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模式

當(dāng)前，電網(wǎng)公司在開(kāi)展配電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)需要考慮配電網(wǎng)終端用戶(hù)未來(lái)的發(fā)展情況，而在各年度投資預(yù)算有限的背景下，電網(wǎng)企業(yè)不可能同時(shí)滿(mǎn)足所有配網(wǎng)擴(kuò)建訴求，只能優(yōu)先滿(mǎn)足凈收益大的配網(wǎng)規(guī)劃項(xiàng)目。因此，需要協(xié)調(diào)考慮配網(wǎng)發(fā)展決策的經(jīng)濟(jì)效益以及輸、配電網(wǎng)的擴(kuò)建成本，以最大化電網(wǎng)擴(kuò)建凈收益為目標(biāo)，優(yōu)化決策未來(lái)的輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)規(guī)劃方案。本文對(duì)上述需求建立輸、配電網(wǎng)聯(lián)合規(guī)劃模型。

1)目標(biāo)函數(shù)：最大化電網(wǎng)擴(kuò)建凈收益。其中，電網(wǎng)擴(kuò)建凈收益=配網(wǎng)新增項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益-(輸電網(wǎng)擴(kuò)建成本+配網(wǎng)擴(kuò)建成本)。

2)約束條件：輸配電網(wǎng)擴(kuò)建總投資預(yù)算以及輸電網(wǎng)、各個(gè)配網(wǎng)的運(yùn)行約束。

3)決策變量：表征輸電網(wǎng)、各個(gè)配網(wǎng)的待選線(xiàn)路投建與否的0/1變量以及各個(gè)配網(wǎng)待新增負(fù)荷項(xiàng)目(如工業(yè)園區(qū)、煤改電項(xiàng)目)投建與否的0/1變量。

然而，上述聯(lián)合優(yōu)化模型是一個(gè)復(fù)雜的混合整數(shù)二次規(guī)劃模型，決策變量多，存在“組合爆炸”的問(wèn)題，難以直接一體化求解。為了實(shí)現(xiàn)輸配電網(wǎng)聯(lián)合規(guī)劃問(wèn)題的高效求解，本文提出基于配電網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)的雙層優(yōu)化求解框架，如圖1所示，包括上層輸電網(wǎng)和下層配電網(wǎng)規(guī)劃模型，二者之間通過(guò)配電網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)相關(guān)聯(lián)。

圖1 輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃框架Figure 1 Bi-level calculation framework for coordinated transmission and distribution network planning

下層模型中各配電網(wǎng)分別優(yōu)化計(jì)算不同投建項(xiàng)目數(shù)量下的配電網(wǎng)最大凈收益，生成配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)；上層模型考慮配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)優(yōu)化決策輸電線(xiàn)路投建和各配電網(wǎng)新建項(xiàng)目數(shù)量，得到輸配網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方案。配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)反映了配網(wǎng)內(nèi)不同新增項(xiàng)目數(shù)量下的最優(yōu)擴(kuò)建方案和擴(kuò)建收益，配網(wǎng)新增項(xiàng)目決策會(huì)影響輸電網(wǎng)規(guī)劃，而輸電網(wǎng)規(guī)劃時(shí)從整體優(yōu)化的角度對(duì)配網(wǎng)規(guī)劃的初步結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化篩選，由此兼顧了配網(wǎng)規(guī)劃的局部最優(yōu)以及輸電網(wǎng)規(guī)劃的全局最優(yōu)。

基于輸配電網(wǎng)分層建模的思路，在配電網(wǎng)與輸電網(wǎng)連接的公共節(jié)點(diǎn)處將輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)進(jìn)行等效分離：對(duì)輸電網(wǎng)而言，配電網(wǎng)在公共節(jié)點(diǎn)處等效為凈負(fù)荷；對(duì)配電網(wǎng)而言，輸電網(wǎng)在公共節(jié)點(diǎn)處等效為虛擬的發(fā)電機(jī)。相較于集中式方法，所提出的雙層求解框架將含有多配網(wǎng)的輸配電網(wǎng)聯(lián)合規(guī)劃問(wèn)題分散至輸電網(wǎng)和各配電網(wǎng)單獨(dú)求解，過(guò)程中無(wú)需輸電網(wǎng)與配電網(wǎng)雙方互相知曉對(duì)方網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)參數(shù)，將聯(lián)合規(guī)劃問(wèn)題的計(jì)算難度由指數(shù)復(fù)雜度降低為代數(shù)復(fù)雜度，可實(shí)現(xiàn)模型的高效求解。

2 基于配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型

在提出的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模式基礎(chǔ)上，結(jié)合電網(wǎng)規(guī)劃的實(shí)際需求建立基于配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)的輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型。

2.1 配電網(wǎng)規(guī)劃模型

2.1.1 目標(biāo)函數(shù)

配電網(wǎng)規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)為

(1)

(2)

(3)

2.1.2 約束條件

1)線(xiàn)路潮流和電流上下限約束。

對(duì)于已有線(xiàn)路：

(4)

(5)

(6)

對(duì)于新建或改造線(xiàn)路：

(7)

(8)

(9)

2)Dist-Flow潮流約束。

①等式約束。

針對(duì)已有線(xiàn)路：

(10)

針對(duì)新建或改造線(xiàn)路：

?t,k∈ΚP

(11)

?t,k∈ΚP

(12)

②SOC不等式約束。

?t,k∈ΚE∪ΚP

(13)

3)節(jié)點(diǎn)功率平衡約束。

①對(duì)于與主網(wǎng)連接的公共節(jié)點(diǎn)x。

(14)

(15)

②對(duì)于配網(wǎng)其他節(jié)點(diǎn)。

(16)

(17)

4)公共節(jié)點(diǎn)虛擬電源出力控制。

(18)

(19)

5)節(jié)點(diǎn)電壓幅值。

(20)

(21)

6)配電網(wǎng)項(xiàng)目總數(shù)控制。

(22)

式中m為配網(wǎng)新增的項(xiàng)目個(gè)數(shù)。

2.2 配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)

為解決配電網(wǎng)—輸電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃時(shí)出現(xiàn)的組合爆炸問(wèn)題，提出配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)的概念和方法，具體方法說(shuō)明如下。

本文將配網(wǎng)項(xiàng)目數(shù)與相應(yīng)配網(wǎng)凈收益(配網(wǎng)售電收益減去配網(wǎng)新建線(xiàn)路投資)的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)，這是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)的輸配協(xié)調(diào)規(guī)劃模式下，本文將其作為后續(xù)輸電網(wǎng)規(guī)劃模型的輸入?yún)?shù)。從輸電網(wǎng)的角度來(lái)看，輸電網(wǎng)規(guī)劃更關(guān)心配網(wǎng)整體的新增負(fù)荷、投資和收益情況，并不關(guān)注配網(wǎng)中具體項(xiàng)目的組合情況，因此，本文采用配網(wǎng)規(guī)劃等值方法能夠減少輸電網(wǎng)規(guī)劃模型決策變量的規(guī)模，從而提升模型的求解效率。

2.3 輸電網(wǎng)規(guī)劃模型

2.3.1 目標(biāo)函數(shù)

輸電網(wǎng)規(guī)劃的目標(biāo)函數(shù)為綜合考慮配網(wǎng)投資凈收益和輸電網(wǎng)投資成本的凈成本最小(輸配電網(wǎng)擴(kuò)展總成本最小)，即

(23)

2.3.2 約束條件

1)功率平衡約束。

(24)

2)線(xiàn)路潮流約束。

①對(duì)于已有線(xiàn)路，潮流方程為

?t,k∈ΩELN

(25)

線(xiàn)路傳輸容量約束：

?t,k∈ΩELN

(26)

②對(duì)于備選線(xiàn)路，潮流約束為

(27)

(28)

線(xiàn)路傳輸容量約束：

?t,k∈ΩPLN

(29)

式中ΩPLN為備選線(xiàn)路的集合。

3)節(jié)點(diǎn)電壓相角及發(fā)電機(jī)出力約束。

(30)

(31)

4)配網(wǎng)投資方案總數(shù)約束。

(32)

式(32)表示輸電網(wǎng)規(guī)劃最多選擇一種配網(wǎng)項(xiàng)目的組合方案。

5)配網(wǎng)投資總額約束。

(33)

經(jīng)輸電網(wǎng)規(guī)劃模型的優(yōu)化后即可確定最終的配網(wǎng)項(xiàng)目決策方案以及輸電網(wǎng)線(xiàn)路的規(guī)劃方案。

3 輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃雙層模型的求解

本文所建雙層規(guī)劃模型中配電網(wǎng)是MIQCP模型，輸電網(wǎng)是MIP模型，均能采用商業(yè)優(yōu)化求解軟件如CPLEX進(jìn)行求解，求解流程如圖2所示。

圖2 輸配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃模型求解流程Figure 2 Flow chart for solving the coordination planning model of transmission and distribution network

模型的求解步驟如下：

3)基于配電網(wǎng)的優(yōu)化結(jié)果，將不同配網(wǎng)項(xiàng)目數(shù)對(duì)應(yīng)的配網(wǎng)凈收益以及新增配網(wǎng)負(fù)荷作為輸電網(wǎng)規(guī)劃模型的輸入?yún)?shù)；4)根據(jù)配電網(wǎng)傳入?yún)?shù)求解輸電網(wǎng)規(guī)劃模型，得到經(jīng)輸電網(wǎng)模型篩選后的配網(wǎng)項(xiàng)目投資方案，輸電網(wǎng)的擴(kuò)展方案。

4 算例分析

本算例將基于標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)構(gòu)造輸、配電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃問(wèn)題，并利用本文提出的雙層規(guī)劃模型對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化分析，進(jìn)一步驗(yàn)證本文所提規(guī)劃方法的有效性和合理性。數(shù)學(xué)優(yōu)化求解器采用CPLEX 12.6。

4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

輸電網(wǎng)采用Garver’s 6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行模擬，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見(jiàn)文獻(xiàn)[1]。系統(tǒng)中機(jī)組和線(xiàn)路的相關(guān)基本參數(shù)(線(xiàn)路物理參數(shù)有適當(dāng)調(diào)整，線(xiàn)路成本已折算到日)如表1、2所示。

表1 Garver’s 6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中的機(jī)組參數(shù)Table 1 Unit parameters of Garver’s 6 bus system

表2 Garver’s 6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中的線(xiàn)路參數(shù)Table 2 Line parameters of Garver’s 6 bus system

輸電網(wǎng)第4、5節(jié)點(diǎn)掛接的配電網(wǎng)均采用REDS-135節(jié)點(diǎn)模型，模型結(jié)構(gòu)見(jiàn)文獻(xiàn)[22]。節(jié)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)配網(wǎng)將原始的REDS-135模型中的10個(gè)節(jié)點(diǎn)作為擬建項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)，10條線(xiàn)路作為備選線(xiàn)路，具體信息如表3、4所示；同樣地，節(jié)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)配網(wǎng)的擬建項(xiàng)目節(jié)點(diǎn)和備選線(xiàn)路信息如表5、6所示。

表3 節(jié)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)配網(wǎng)的擬建項(xiàng)目信息Table 3 Planning project information of distribution network corresponding to node 4

表4 節(jié)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)配網(wǎng)的備選線(xiàn)路信息Table 4 Candidate line information of distribution network corresponding to node 4

表5 節(jié)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)配網(wǎng)的擬建項(xiàng)目信息Table 5 Planning project information of distribution network corresponding to node 5

表6 節(jié)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)配網(wǎng)的備選線(xiàn)路信息Table 6 Candidate line information of distribution network corresponding to node 5

4.2 結(jié)果分析

4.2.1 配網(wǎng)等值規(guī)劃結(jié)果

基于本文所提的配電網(wǎng)規(guī)劃模型，將新建項(xiàng)目總數(shù)分別設(shè)為1,2,…,10，然后逐個(gè)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，得到節(jié)點(diǎn)4、5對(duì)應(yīng)配電網(wǎng)的項(xiàng)目—凈收益關(guān)系曲線(xiàn)，如圖3、4所示。

圖3 節(jié)點(diǎn)4對(duì)應(yīng)配網(wǎng)的規(guī)劃等值曲線(xiàn)Figure 3 Planning equivalent curve of distribution network corresponding to node 4

比較圖4、5可以發(fā)現(xiàn)，隨著配網(wǎng)投建項(xiàng)目數(shù)的增加，配網(wǎng)凈收益呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢(shì)。這是因?yàn)榇?guī)劃的初始配電網(wǎng)通常具有一定的容量裕度，當(dāng)配網(wǎng)投建項(xiàng)目較少時(shí)，新增負(fù)荷也較少，配網(wǎng)線(xiàn)路能夠滿(mǎn)足新增負(fù)荷安全傳輸?shù)男枨螅蚨鵁o(wú)需投資新建配網(wǎng)線(xiàn)路。配網(wǎng)售電收益增量為(售電電價(jià)-購(gòu)電電價(jià))×配網(wǎng)項(xiàng)目負(fù)荷增量。隨著項(xiàng)目數(shù)的增加，配網(wǎng)凈收益(售電收益-新建線(xiàn)路投資成本)必然隨之增加；當(dāng)配網(wǎng)投建項(xiàng)目增多到一定數(shù)量時(shí)，原有配網(wǎng)線(xiàn)路將無(wú)法滿(mǎn)足新增負(fù)荷安全傳輸?shù)男枨?，此時(shí)要投資新建配網(wǎng)線(xiàn)路。從短期來(lái)看，負(fù)荷增量引起的線(xiàn)路投資成本大于負(fù)荷增量帶來(lái)的售電收益，導(dǎo)致配網(wǎng)凈收益大幅下降。

圖4 節(jié)點(diǎn)5對(duì)應(yīng)配網(wǎng)的規(guī)劃等值曲線(xiàn)Figure 4 Planning equivalent curve of distribution network corresponding to node 5

4.2.2 輸電網(wǎng)優(yōu)化結(jié)果

將配電網(wǎng)規(guī)劃模型得到的各配網(wǎng)新增負(fù)荷、投資和收益?zhèn)鬟f至輸電網(wǎng)規(guī)劃模型中，同時(shí)將所有配網(wǎng)的投資總額上限設(shè)為4 000 元/d。通過(guò)輸電網(wǎng)規(guī)劃模型優(yōu)化計(jì)算后，得到節(jié)點(diǎn)4、5對(duì)應(yīng)的配網(wǎng)規(guī)劃方案，如表7所示(表中“1”表示項(xiàng)目投建，“0”表示項(xiàng)目不投建)。

表7 節(jié)點(diǎn)4、5配網(wǎng)擬建項(xiàng)目的優(yōu)化結(jié)果Table 7 Planning project optimization results of distribution network corresponding to node 4 and node 5

相應(yīng)地，輸電網(wǎng)線(xiàn)路的擴(kuò)展方案為線(xiàn)路10(4→6)。輸電網(wǎng)規(guī)劃模型目標(biāo)函數(shù)即輸、配電網(wǎng)每日最大綜合凈收益為2 561.44 元/d。

5 結(jié)語(yǔ)

本文提出了一種輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)協(xié)調(diào)規(guī)劃方法，分別基于DistFlow、直流潮流方程建立了輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)規(guī)劃模型，并通過(guò)配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)協(xié)調(diào)輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)規(guī)劃問(wèn)題，以提高輸配電網(wǎng)聯(lián)合規(guī)劃的求解效率。基于Garver’s 6節(jié)點(diǎn)輸電系統(tǒng)和REDS-135節(jié)點(diǎn)配電系統(tǒng)構(gòu)造的輸配電網(wǎng)協(xié)同規(guī)劃算例對(duì)本文所提模型和方法進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。算例結(jié)果表明，所提出的配網(wǎng)規(guī)劃等值曲線(xiàn)不僅能明確地表征配網(wǎng)投資項(xiàng)目數(shù)量和配網(wǎng)凈收益的對(duì)應(yīng)關(guān)系，還有助于減少輸電網(wǎng)規(guī)劃模型的變量規(guī)模，進(jìn)而大大提升模型整體的求解效率。希望本文能為新電改背景下各級(jí)電網(wǎng)的協(xié)調(diào)規(guī)劃決策提供有益參考。