基于数据挖掘、风险对冲与经济激励的配电网规划方法研究

The upgrading of power distribution system is a topic attracting vast attention. Distribution system planning has decisive influence on the cost-effectiveness of power system construction. However existing planning methods have exposed shortcomings that planning results do not match reality well and lead to significant overinvestment. This fact suggests there is an increasing necessity of improving distribution system planning methods to aid system design. This project thus aims at proposing new distribution system planning methods from three aspects, i.e. forecasting, optimization, and economic incentive. Firstly, the project proposes to utilize internet big data for planning scenario forecasting. By adopting approaches such as data scoping, natural language processing and other data mining approaches, the project can improve the accuracy and timeliness of forecasting. Secondly, the project proposes to mitigate the impact of uncertainties by iterating planning decision rapidly and hedge the uncertainties by configuring controlling network devices and generation resources. Thirdly, the project proposes to mitigate the discrepancies between planning expectation and reality by cost allocation economic incentives, so as to realize win-win outcome among network owner and network users. By developing these technologies, the project would improve the quality of distribution system planning. Meanwhile, state-of-art computer science and economy science will be introduced into power system. These ideas are innovative and will be important complements to electrical engineering techniques.

配电网建设是我国当代的重点工作，其成效受到全社会的关注。配电网规划对指导配电网建设具有重要意义，然而规划预期与实际需求不匹配的问题时常发生，造成社会资源的浪费。为提高配电网规划效益，本项目将着力研究配电网规划的新方法，进行“预测”、“优化”、“引导”三个方面的研究以改进现有配电网规划方法的不足。借助互联网数据挖掘技术提高规划场景的预测精度，通过网络文本分析、交互行为抓取等技术，训练规划场景预测模型，提高规划预测的时效性和指向性；通过对规划方案的快速更新，合理配置可调发电、电网资源，使规划的不确定风险对冲，可以提高规划方案对不确定风险的适应性；建立投资激励引导机制，研究配电网中电源、电网、用户的边际成本模型和费用分摊经济激励，引导社会资源优化配置，实现互利共赢。本项目的成功实施将提高配电网规划能力，实现建设与需求的最佳匹配，将知识发现技术、经济学理论引入配电网规划是对现有技术的创新与提升。

配电网规划对指导配电网建设具有重要意义，然而规划预期与实际需求不匹配的问题时常发生，造成社会资源的浪费。为提高配电网规划效益，本项目将着力研究配电网规划的新方法，从预测分析、规划优化、激励引导三个方面开展研究，取得了一系列的研究成果，具体内容包括：.基于互联网热点信息抓取，提出互联网模糊信息应用于配电网规划边界分析的通用方法；提出考虑互联网信息修正的空间负荷预测方法，为配电网规划提供边界约束。.提出基于台变数据的可控负荷分解还原方法；提出柔性负荷稳态、动态参数在线辨识方法；综合物理模型潜力和电价机理模型，提出柔性负荷综合调控潜力分析方法。.提出考虑控制策略影响的柔性负荷调控风险分析方法；提出柔性负荷接入点的多目标优化模型；建立基于负荷调控对冲风险的变电站容量优化方法；提出计及源荷储协调运行的配电网网络优化方法，通过柔性负荷调控对冲潜在的运行风险。.提出基于运行操作模拟的规划方案快速求解方法，算法兼顾了易用性和计算效率，适应于各类用户接入下规划评估“量大面广”的特点。.提出基于夏普利值的电网扩建费用分摊方法，分析费用分摊结果对用户投资回报的影响，从而激励接入用户在接入位置、容量、可控性方面自主进行优化。.提出了基于多代理的配电网多主体三层协调架构，构建了运营商、代理商以及底层用户多主体博弈模型，确定实际运行时的参与主体激励方案，促进规划方案的落地实施。.本项目的成功实施将提高配电网规划能力，实现建设与需求的最佳匹配。基于课题研究成果开发了规划云平台，支撑完成了大湾区、雄安新区等30多项能源系统规划，在全国北京、江苏、贵州等20个省市得到广泛应用。研究成果多层级配网规划技术应用于多个示范工程，课题后续研究正在持续进行，支撑了多项高水平科技项目。