[發明專利]基于自然災害風險的輸電系統多場景規劃方法

有效

• 申請號: 201710502926.4
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107301479B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 譚嫣;楊婉;文福拴;李力;楊銀國;華威
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力調度控制中心;浙江大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明提供一種基于自然災害風險的輸電系統多場景規劃方法。通過綜合考慮投資與運行經濟性、常規運行情況下的系統可靠性和發生自然災害情況下的系統風險等因素，發展了輸電系統規劃的混合整數非線性規劃模型。構建了計及風電與負荷波動以及發生自然災害情形下的兩類場景集——“常規場景集”和“災害場景集”，分別用于對候選規劃方案進行安全校驗和風險評估。之后，在分層優化架構下采用粒子群優化算法求解所構造的優化模型。

技術領域

本發明屬于電力系統控制技術領域，特別是涉及一種基于自然災害風險的輸電系統多場景規劃方法。

背景技術

對于覆蓋地理范圍很大的跨區域輸電系統，有些輸電線路所跨越區域的地理環境復雜，遭受自然災害的可能性較大。

另一方面，隨著電力網絡互聯的發展和結構復雜化，故障影響范圍趨于增大，發生極端災害事件時更容易誘發大面積停電事故?？紤]到極端自然災害發生的概率雖然很低，但可能給電力系統帶來的危害極大，因此構建更有“彈性(resilience)”的電力系統是近年來國內外電力系統領域普遍關注的重要課題，這反映了當今電力系統所面臨的新要求和發展趨勢。

因此，在輸電系統規劃時就應計及自然災害因素的影響，有選擇性地提升關鍵支路的建設，從而在考慮投資約束下最大限度降低自然災害所可能導致的大面積停電風險非常必要。

發明內容

基于此，本發明的目的在于提供一種基于自然災害風險的輸電系統多場景規劃方法，能夠降低自然災害可能導致的大面積停電風險。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：一種基于自然災害風險的輸電系統多場景規劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1，針對電力系統在常規運行情況下的系統可靠性和發生自然災害情況下的系統風險，考慮下述多種不確定性因素：1)間歇性能源發電如風電的發電出力波動、負荷的隨機波動、元件隨機停運等因素；2)嚴重自然災害可能導致的多個元件停運；

S2，將輸電系統規劃需要考慮的不確定性場景分為兩類：1)計及風電出力和負荷波動的常規運行不確定場景集，簡稱為“常規場景集”；2)考慮自然災害因素影響的預想事故場景集，簡稱為“災害場景集”；

S3，在常規場景集中考慮風電出力波動和負荷波動，以及N-1預想事故，采用蒙特卡洛仿真對風電出力和節點負荷概率分布進行抽樣可得到常規不確定性場景，之后采用同步回代消除法對場景進行削減；

S4，在災害場景集中考慮部分影響較大的多重預想事故，采用“按場景概率排序和抽樣”的思路選取典型故障場景集，對故障場景進行篩選和削減，以在大幅減少場景數的同時仍能充分衡量候選輸電規劃方案在故障場景集合下的風險；

S5，綜合衡量規劃方案的經濟性、可靠性、對不確定條件下的適應性和失負荷風險，構建輸電系統規劃模型；

S6，對輸電系統規劃模型這一混合整數非線性規劃問題采用了兩層優化方法進行簡化求解；第一層以線路初始建設成本和常規場景集下系統切負荷與棄風電量的懲罰期望值為目標函數，考慮N-1準則和常規場景集，采用粒子群算法得到多個滿足N-1預想事故校驗和常規場景集要求的基本候選規劃方案；第二層以線路加強成本和故障場景下系統切負荷損失風險最小為目標函數，對基本候選規劃方案在預想事故場景下進行校驗，得到對應每一個基本候選規劃方案的最優加強方案及相應系統失負荷風險值；最后綜合衡量各方案的總投資成本及兩類場景集下的棄風懲罰值和失負荷損失，得到兼顧經濟性、可靠性和系統災害風險的綜合較優方案。

進一步，采用同步回代消除法對場景進行削減，基本步驟如下：