1主动配电系统规划特点
1)社会层面的环境低碳性
主动配电系统规划方案的研究加大了清洁能源的比重，比如在规划模型目标函数中新增了环境成本、碳排放惩罚成本以及清洁能源弃电的惩罚成本等。主动配电系统发展的主要目标也是促进配电系统对清洁能源的接纳能力和延缓配电系统的升级改造投资等。
2)用户层面的供电质量与可靠性
由于清洁能源出力的不确定性和波动性给用户供电质量与可靠性均产生了较大的影响，如电压波动、谐波等问题，用户侧的供电需求和供电质量在主动配电系统规划的相关研究中得到了更为广泛的关注。
3)电网层面的经济性、安全性与灵活性
大量分布式电源接入对于电网运行的经济性、安全性和灵活性带来了新的问题和挑战(如短路电流、电压稳定和暂态问题等)。目前解决这些问题的思路主要有非网络解与负荷再分配两种规划思路。两种思路的基本目标和本质类似，本质上均是采用开关开闭、负荷投切等方式实现配电网的灵活运行，从而进一步提高电网消纳清洁能源能力和电网自身供电能力。
2主动配电系统规划与传统配电网规划
基本模型对比主动配电系统规划与传统配电网规划在数学模型表达上类似，可将其转化为如下带有不确定性参数、时序性参数、控制策略参数等数据参数的一般性数学多目标规划问题。主动配电系统规划与传统配电网规划的区别在于主动配电系统有更柔性的技术标准、更分散的管理模式、更灵活的网络结构、更精确的模拟计算和更主动的控制与保护模式。其基本思想映射到规划模型中，表现在目标函数和约束条件上。理论上，主动配电系统的规划包含传统规划的所有内容，如图1和图2所示。
图1 主动配电系统规划目标函数内容
图2 主动配电系统规划约束条件内容
3主动配电系统规划研究现状
配电系统规划问题均可以抽象为投资层(上层)和运行层(下层)。当前对主动配电系统的研究主要集中在运行层上，目前研究较多的是主动网络管理(ANM，Active Network Management)模式引入。ANM手段渗透到了有载调压变压器(OLTC)、分布式发电(DG)、储能、需求侧响应等主动配电系统各参与单元，实际上为安全约束下的最优运行。但这些研究实质上还是在传统配电网上添加了主动管理模式，并未从根本上丰富主动配电系统框架的设计，而对主动配电系统规划的突破是主动管理设备(AME, Active Management Equipment)投资决策，其中包括控制系统的投资、各DG和可控负荷等控制手段对应的采集控制装置投资等。总之，对ANM相关研究已较为完善，只需进一步探索和丰富相关的管理手段，而与AME相关的规划研究才刚刚起步，有待进一步加强。
4求解算法综述
对于投资层，当前的投资决策变量主要集中于0-1变量或者整数变量，如是否铺设线路、DG安装个数等，若决策变量较多，其实质是一个较为复杂的整数规划问题。无论是传统配电网规划还是主动配电系统规划，对其求解算法的研究主要集中于智能算法，如遗传算法、粒子群算法等。智能算法求解思路简单、清晰，但计算时间较长，且容易陷入局部最优解。对于运行层，无论主动配电系统规划还是传统配电网规划，均需考虑潮流等式约束，因此其实质为最优潮流模型。大多数研究的运行层模型仅包含连续变量，求解方法除采用传统的智能算法外，数值解法中的原对偶内点法也较为常用。当然，在运行层也可能存在离散变量(如电容器投入组数等)，较为简单处理方法也是采用智能算法，如禁忌搜索(TS)算法等。另外一种处理连续变量的思路是先对其连续化近似求解，然后再转化为离散结果，此方法也取得了满意的效果。但上述运行层模型在非凸罚函数和强非凸松弛约束(如潮流约束等)的引入过程中，改变了原模型的凸性，也容易产生局部最优解问题。针对这些问题，可考虑采用二阶锥规划并结合Distflow支路潮流模型将原最优潮流模型凸化松弛。
上述是投资层和运行层分开求解的方法，容易导致上层规划的收敛性较差且计算时间较长。另一种思路是将投资层和运行层统一建模考虑，统一求解。但该类建模方式的求解过程尚无相关文献研究。现有文献中仅提出采用商业优化包进行求解，如GAMS或YALMIP平台与CONOPT、GUROBI、CPLEX算法优化包进行联合求解。
5未来研究展望及建议
1)考虑一次系统全主体的主动配电系统协同规划
主动配电系统是一个集DG、储能、需求响应、电动汽车的有机整体，且ANM控制对象包含了OLTC、DG、储能、需求响应、无功装置等各个主体。显然，对某一主体进行单独规划是不充分的，应对主动配电系统供区内各主体要素协同规划，以达到整体目标最优。基于此，建议未来开展以下几个方面研究：①融入电动汽车的主动管理，进而对电动汽车充电站与主动配电系统进行协同规划。②考虑主网与配电网的协同规划。③考虑采用联络线负荷转供等手段来提高电网的经济性与安全性。
2)计及二次系统的主动配电系统协同规划
虽然“主动配电网”的概念扩充到了“主动配电系统”，但是其范围仍局限于一次系统，未来主动配电系统的优化控制将更多依赖于二次系统。随着信息通信技术(ICT)和高级量测体系(AMI)的发展，主动配电系统在实时运行中将具有更多的控制方法和手段，同时也为规划层获得更多信息，从而更准确地进行运行仿真模拟。本文认为未来的主动配电系统规划应该添加主动管理系统(AMS, Active Management System)以实现一二次系统的协调规划。AMS将包含除一次系统以外的所有元素，如主动配电系统运行控制系统、采集装置、控制装置、通信网络等。图3为配电网规划研究发展阶段，其中主动配电系统规划初级阶段的研究已经较为成熟，目前中级阶段的工作刚刚开始，需要针对AMS进一步开展深入研究，以实现主动配电系统一二次协同规划。
图3 配电系统规划发展阶段
3)协调主动配电系统社会层、用户层和电网层的规划目标
社会层、用户层和电网层的规划目标之间存在矛盾和对立性，如何协调处理三者之间的目标差异及矛盾也是后续研究应加以考虑的重要内容。目前较为成熟的方法是多目标规划并转成单目标进行求解，这种手段弱化了各目标体之间的对立关系。此外，博弈论和多代理仿真的出现也提供了其他解决问题的思路。当前，迫切需要对用户层和电网层规划目标进行深入剖析，充分考虑谐波约束、闪变约束、短路电流约束等以及转供或环网运行手段。
4)主动配电系统规划运行一体化及其滚动修正
考虑运行过程的配电系统规划需要对系统中的DG和需求侧资源进行仿真，仿真模型的精确程度将影响规划方案的合理性，因此需要针对系统中的各元件运行特性建立合适、准确的仿真模型，研究反应各主体运行特性的精细化模型。同时，各主体运行过程中的不确定性和时序特性也应在运行中进行模拟。因此，在主动配电系统规划研究中应充分挖掘运行特性，实现规划运行一体化。
除规划主体未来是否按照预期投建等不确定性之外，主动配电系统规划过程中的电价、负荷增长等参数在实际运行过程也存在不确定性，这些都可能导致原规划方案不再适用。因此，很有必要对规划方案进行滚动修正，以使得主动配电系统按照预期的规划目标建设和运行。
5)主动配电系统规划算法工具
目前，配电系统规划的求解算法研究总体上还处于发展探索阶段。由于主动配电系中统包含运行的精细化模拟、不确定性模拟和时序性模拟等需求而使得变量维度大幅增加，而且各运行场景变量之间的关系也是弱关联或者无关联，这些都大大增加了求解难度。因此，探索适应主动配电系统规划发展的求解方法具有非常重要的意义。
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原标题：主动配电系统规划研究综述及展望
