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龙图腾网获悉东南大学申请的专利一种基于改进大M法的输电网扩展规划方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119784113B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510280236.3，技术领域涉及：G06Q10/0631；该发明授权一种基于改进大M法的输电网扩展规划方法及系统是由郑建勇;印宇涵;梅飞;邬昆晓;王帅;徐睿麟设计研发完成，并于2025-03-11向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于改进大M法的输电网扩展规划方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于改进大M法的输电网扩展规划方法及系统，方法包括：以总成本最小，构建输电网源‑网协同规划模型的目标函数；基于输电网源‑网协同规划模型的目标函数，构建输电网源‑网协同规划模型的约束条件；采用Benders分解算法，将输电网源‑网协同规划模型分解为投资规划主问题和运行子问题；在运行子问题中，通过直流潮流转移因子矩阵，为每个大M约束整定大M取值范围；求解得到输电网扩展规划方案。本发明针对输电网扩展规划建模过程中大M法取值困难的问题，对其中约束条件的大M取值范围进行整定，有效缩小了输电网扩展规划问题的可行解空间，显著提升了模型求解的准确率和效率。

本发明授权一种基于改进大M法的输电网扩展规划方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于改进大M法的输电网扩展规划方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：以总成本最小，构建输电网源-网协同规划模型的目标函数；S2：基于输电网源-网协同规划模型的目标函数，考虑投资、机组、直流潮流、弃新能源切负荷四个部分，构建输电网源-网协同规划模型的约束条件；S3：采用Benders分解算法，将输电网源-网协同规划模型分解为投资规划主问题和运行子问题；S4：在运行子问题中，通过直流潮流转移因子矩阵，为每个大M约束整定大M取值范围；S5：基于约束整定后的大M取值范围，求解得到输电网扩展规划方案；步骤S1中输电网源-网协同规划模型的目标函数为最小化经济总成本，为投资成本、运行成本、弃新能源切负荷惩罚成本之和，具体表达式如下：minCinv+Cope+Cpenal1 式中：Cinv表示投资成本；ICg、ICl分别为机组g和输电线路l的投资成本；xg、xl分别为机组g、线路l投建状态；Ωg+、Ωl+分别表示候选机组、候选输电线路集合；Cope表示运行成本；Pg,t表示时刻t的机组g出力；为机组成本函数，对于该机组二次成本函数进行分段线性化，其中a、b、c分别为二次项成本系数，一次项成本系数，常数项成本系数；T为时刻集合；Ωg为已有发电机组集合；Cpenal表示惩罚成本；cr为单位弃风弃光惩罚成本；cd为单位切负荷惩罚成本；表示时刻t的弃风弃光量；表示时刻t的切负荷量；Ωrenew为新能源机组集合；Ωd为负荷集合；步骤S2中输电网源-网协同规划模型的约束条件包括：投资约束条件：对于所扩建的机组与输电线路，投资总成本不超过上限： 式中：ICgmax、IClmax分别为机组g和输电线路l的投资上限；机组约束条件：机组满足出力上下限约束：Pgmin≤Pg,t≤Pgmax7式中：Pgmax、Pgmin分别为机组g出力上、下限；机组满足爬坡约束：Pg,t-Pg,t-1≤URg8Pg,t-Pg,t-1≥DRg9式中：URg、DRg分别为机组g向上、向下爬坡速率；直流潮流约束条件：满足节点功率平衡约束： 式中：表示在场景s、时刻t下储能j的充电功率；表示在场景s、时刻t下储能j的方电功率；Prenew,t表示时刻t的新能源出力；Pd,t表示时刻t的负荷；pt,l表示在时刻t的支路l上流过的功率；和分别为位于节点n的发电机组、储能、新能源机组和负荷集合；Ωl为线路集合；sl和rl分别为支路l的送端和受端；针对已有线路，满足潮流约束：ps,t,l＝Blθst,l-θrt,l11-fl,max≤pt,l≤fl,max12式中：Bl为线路l电纳；θst,l、θrt,l分别为时刻t时支路l送端、受端节点电压相角；fl,max为线路l允许通过的最大潮流；针对扩建线路，满足潮流约束：-1-xlM≤pt,l-Blθst,l-θrt,l≤1-xlM13-fl,maxxl≤pt,l≤fl,maxxl14式中：M是一个数，用于将非线性约束线性化；满足相角约束：-π≤θn,t≤π15θref,t＝016式中：θn,t为时刻t的节点n电压相角；θref,t为时刻t的参考节点电压相角；弃新能源切负荷约束条件：对于弃新能源量、切负荷量，在限制范围之内： 步骤S3中投资规划主问题的目标函数为： 式中：q为引入的辅助变量；约束条件包括投资约束条件和从运行子问题返回的Benders最优割约束；投资约束条件为： 将上述投资规划主问题写成紧凑形式： 式中：c1为投资规划主问题的目标函数系数矩阵；y为投资规划主问题的决策变量，包括线路投资变量xl、机组投资变量xg、辅助变量q；A1为投资规划主问题的约束条件的系数矩阵；b1为投资规划主问题的约束条件的常数项；从运行子问题返回的Benders最优割约束为：b2-A1yTα≤q23式中：α为运行子问题的决策变量x的对偶变量的值，通过运行子问题求得；将完整的投资规划主问题写成紧凑形式为： 投资规划主问题为一个混合整数线性规划问题；步骤S3中运行子问题的目标函数为： 式中：为投资规划主问题所确定的源-网投资成本；为投资规划主问题所确定的线路投资规划方案；为投资规划主问题所确定的机组投资规划方案；约束条件包括机组、直流潮流、弃新能源切负荷约束条件：Pgmin≤Pg,t≤Pgmax29Pg,t-Pg,t-1≤URg30Pg,t＝Pg,t-1≥DRg31 ps,t,l＝Blθst,l-θrt,l33-fl,max≤pt,l≤fl,max34 -π≤θn,t≤π37θref,t＝038 将上述运行子问题写成紧凑形式： 式中：c2为运行子问题的目标函数系数矩阵；x为运行子问题的决策变量，包括Pg,t、 pt,l、θn,t；A2为运行子问题的约束条件的系数矩阵；b2为运行子问题的约束条件的常数项；为投资规划主问题所求得的投资规划方案，包括线路投资规划方案机组投资规划方案对于运行子问题中的等式约束，等价拆分成两个不等式约束，从而归为的形式；运行子问题为一个线性规划问题；步骤S4具体包括：将式35改写为： 式中：分别为pt,l-Blθst,l-θrt,l的最大、最小值；根据直流潮流转移因子矩阵，得到： 式中：SFn,l为SF矩阵第n行第l列的元素，其含义为：在直流潮流分析中，系统中支路l功率变化对于节点n功率变化的敏感度；Pn,t为节点n在时刻t的净注入功率；对于线路潮流上下限，得到： 式中：分别为节点n净注入功率的最大、最小值；根据式37的相角约束，有：-2πBl≤Blθst,l-θrt,l≤2πBl46得到式35的大M取值范围： 步骤S4的式44和式45中的设置方法如下：对于设置候选机组全部接入电网，节点n所接入机组取为最大功率，新能源机组出力取为历史数据最大值，负荷取为历史数据最小值； 对于设置为节点n所接入机组取为最小功率，新能源机组出力取为历史数据最小值，负荷取为历史数据最大值：

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