適應大規模間隙式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法

2023-10-05 16:40:04 3

專利名稱：適應大規模間隙式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法
適應大規模間隙式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法技術領域
本發明屬電力系統及其自動化技術領域，更準確地說本發明涉及適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法。
背景技術：
隨著人們對環境保護和可持續發展的日益重視，新能源在世界各國正得到廣泛的開發和利用。截止2 01 5年，我國風電開發總規模將達到I億千瓦。新能源發電的隨機性、間歇性及不確定性對電力系統的規劃和運行帶來了挑戰。
隨著大規模間隙式能源接入容量持續增長，電網建設已成為其裝機容量進一步增長的瓶頸，某些運行方式下的輸電阻塞使得風電出力受限而造成能源浪費及經濟損失，亟需加強輸電網規劃和建設以滿足大規模間隙式能源發電接入對電網可靠性和強壯性的要求。
大規模間隙式能源接入的輸電網規劃研究起步較晚，研究成果相對較少，且大部分集中於電網中長期規劃研究。我國大規模間隙式能源迅猛發展及跨區消納的特點決定了需要針對新能源發電形勢，在不考慮變電站擴展前提下，首先研究短期加強方案以滿足已經建成或即將建成的新能源基地電力送出的需求。
然而，雖然目前已有的採用的基於數學優化的方法或靈活規劃的方法求解輸電網擴展規劃問題的成果具有邏輯嚴密、結果較優的特點，但對於輸電網短期規劃對於網絡擴展規模不大的情況，其求解仍顯得過於複雜，且工程實用性不強。發明內容
本發明的目的是:針對現有大規模間隙式能源接入的輸電網規劃研究的不足，在滿足大規模間隙式能源發電充分消納的需求以及不考慮變電站擴展及常規能源發電廠擴展的前提下，計及短期負荷增長因素及大規模間隙式能源發電出力不確定性因素，給出一種工程實用化的基於系統靜態安全風險指標和效益指標及最優潮流程序的適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法。
具體地說，本發明是採取以下的技術方案來實現的，包括下列步驟:
(I)確定規劃年的大規模間隙式能源發電裝機容量；確定規劃年的負荷預測數據；確定候選擴展線路集及各可擴展線路的投資費用，並將實際擴展線路集的初始值設定為空。
(2)根據規劃年的大規模間隙式能源發電裝機容量以及規劃年的大規模間隙式能源發電出力概率模型，計算規劃年的大規模間隙式能源發電出力期望值。大規模間隙式能源的類型不同，其發電出力概率密度函數也不同。對本文而言，大規模間隙式能源發電出力概率密度函數為已有輸入，且並不局限於某一具體的形式。
(3)分別將各可擴展線路各自試探加入當前網架，分別得到各可擴展線路各自加入後的全接線方式及預想故障方式。
(4)根據規劃年的負荷預測數據以及規劃年的大規模間隙式能源發電出力期望值，計算在各可擴展線路各自加入後的全接線方式及預想故障方式下各可擴展線路各自加入後的以系統網損最小為目標函數的最優潮流。
(5)根據最優潮流結果得到在規劃年的大規模間隙式能源出力概率模型下各可擴展線路各自加入後的越限支路及其潮流期望值，其中越限支路是指實際電流超出其額定值的支路。
(6)根據在規劃年的大規模間隙式能源出力概率模型下各可擴展線路各自加入後的越限支路及其潮流期望值，分別計算各可擴展線路各自加入後的系統靜態安全風險指標，可擴展線路加入後的系統靜態安全風險指標計算方法如下:
權利要求
1.適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法，其特徵在於，包括下列步驟:(1)確定規劃年的大規模間隙式能源發電裝機容量；確定規劃年的負荷預測數據；確定候選擴展線路集及各可擴展線路的投資費用，並將實際擴展線路集的初始值設定為空； (2)根據規劃年的大規模間隙式能源發電裝機容量以及規劃年的大規模間隙式能源發電出力概率模型，計算規劃年的大規模間隙式能源發電出力期望值； (3)分別將各可擴展線路各自試探加入當前網架，分別得到各可擴展線路各自加入後的全接線方式及預想故障方式； (4)根據規劃年的負荷預測數據以及規劃年的大規模間隙式能源發電出力期望值，計算在各可擴展線路各自加入後的全接線方式及預想故障方式下各可擴展線路各自加入後的以系統網損最小為目標函數的最優潮流； (5)根據最優潮流結果得到在規劃年的大規模間隙式能源出力概率模型下各可擴展線路各自加入後的越限支路及其潮流期望值，其中越限支路是指實際電流超出其額定值的支路； (6)根據在規劃年的大規模間隙式能源出力概率模型下各可擴展線路各自加入後的越限支路及其潮流期望值，分別計算各可擴展線路各自加入後的系統靜態安全風險指標，可擴展線路加入後的系統靜態安全風險指標計算方法如下:
2.根據權利要求1所述的適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法，其特徵在於，所述步驟3)中得到各可擴展線路各自加入後的各自全接線方式及預想故障方式時，所需基礎數據為從電網規劃或運行部分獲取的規劃年的典型運行方式，包括網架結構、發電及負荷預測數據。
3.根據權利要求1所述的適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法，其特徵在於，所述步驟4)中計算在各可擴展線路各自加入後的全接線方式及預想故障方式下各可擴展線路各自加入後的以系統網損最小為目標函數的最優潮流時，計及規劃年的大規模間隙式能源發電出力概率模型，基於最優潮流程序求得。
4.根據權利要求1、2、3任一所述的適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法，其特徵在於，所述步驟6)中的α的值為2。
5.根據權利要求1、2、3任一所述的適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法，其特徵在於， 所述步驟7)中的β的值為I。
全文摘要
本發明提出了適應大規模間歇式能源接入的輸電網短期擴展規劃方法，屬電力系統及其自動化技術領域。本發明根據規劃年的大規模間隙式能源發電裝機容量及其出力概率模型、規劃年的負荷預測數據，計算系統的靜態安全風險指標和各可擴展線路的效益指標，確定每一步需要擴展的線路並逐步迭代直到實際擴展線路集滿足系統靜態安全風險指標要求或候選擴展線路集所有線路均已被擴展為止則得到最終輸電網規劃方案。該方法滿足大規模間隙式能源發電充分消納的需求，在不考慮變電站擴展及常規能源發電廠擴展的前提下，計及短期負荷增長因素及大規模間隙式能源發電出力不確定性因素，有益於滿足電網短期內可靠、經濟運行及支撐新能源快速發展的需求。
文檔編號G06Q10/04GK103107533SQ20121043472
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者崔曉丹, 李威, 任先成, 薛峰, 方勇傑, 薛禹勝 申請人:國網電力科學研究院, 南京南瑞集團公司, 中國電力科學研究院, 國家電網公司