含非凸多相最优潮流的分布式能源系统离散优化设计

在并网分布式能源系统（DES）中对小型技术进行最优选择、容量确定与选址，有助于减少碳排放、消费者成本以及网络失衡。这是首项提出优化框架以获取并网 DES 设计的离散技术容量确定与选择的研宄，同时考虑多相最优潮流（MOPF）约束以准确表征不平衡低压配电网。开发了一种算法来求解由此产生的混合整数非线性规划（MINLP）公式。它采用基于混合整数线性规划（MILP）和非线性规划（NLP）的分解，并利用整数割与互补重构来获得关于网络约束可行的离散设计。还提出了对原算法的启发式改进以提升计算速度。也给出了用于选择空气源热泵（ASHP）与热水储罐可行组合的改进公式。该算法优于现有的最先进商业 MINLP 求解器，后者在两个实例中未能找到任何解。虽然所有案例均获得可行解，但并非全部实现收敛，尤其是涉及较大网络的那些。在收敛的案例中，带启发式改进的算法比原算法最高快 70%。案例研究结果表明，与燃气锅炉相比，包含 ASHP 可支持高达 16% 更高的可再生发电容量，尽管 ASHP 投资成本更高。该优化框架与结果可用于为政策制定者与网络运营商等利益相关者提供信息，以增加可再生能源容量并助力家庭供暖系统的脱碳。