[發(fā)明專利]一種適應(yīng)風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的參考電網(wǎng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810878566.2
• 申請(qǐng)日: 2018-08-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109102115B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫東磊;趙龍;楊思;朱毅;張杰;楊金洪;楊斌;王男;曹相陽(yáng);王軼群;薄其濱;付一木;魏佳;馬彥飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 鄭憲常

本發(fā)明公開(kāi)了一種適應(yīng)風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的參考電網(wǎng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃方法，包括以下步驟：給定現(xiàn)狀電網(wǎng)數(shù)據(jù)，規(guī)劃時(shí)間周期內(nèi)負(fù)荷預(yù)測(cè)值，規(guī)劃時(shí)間周期內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃方案、出力水平分布以及電網(wǎng)規(guī)劃候選的電網(wǎng)輸電元件方案。構(gòu)建優(yōu)化模型，優(yōu)化模型以最小化規(guī)劃周期內(nèi)輸電網(wǎng)投資成本和運(yùn)行成本之和為優(yōu)化目標(biāo)，并包含確保風(fēng)電接納水平在內(nèi)的約束條件；將約束條件轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，采用常規(guī)的混合整數(shù)線性規(guī)劃法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到最終的參考電網(wǎng)優(yōu)化方案。本發(fā)明可用于大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)背景下現(xiàn)狀電網(wǎng)在前瞻時(shí)間尺度內(nèi)的適應(yīng)性評(píng)估，明確現(xiàn)狀電網(wǎng)發(fā)展方向，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)精準(zhǔn)投資的重要手段。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力規(guī)劃技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種適應(yīng)風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的參考電網(wǎng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃方法。

背景技術(shù)

資源、環(huán)境問(wèn)題日益突出迫使電網(wǎng)向綠色環(huán)保方向發(fā)展。作為最為成熟的可再生能源利用技術(shù)，風(fēng)力發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電，其輸出功率固有的隨機(jī)性日趨危及電網(wǎng)運(yùn)行安全性，如何計(jì)及其隨機(jī)特性以提升隨機(jī)不確定性下電網(wǎng)安全性是當(dāng)前電網(wǎng)發(fā)展面臨的難題。電網(wǎng)作為源荷間的傳輸載體，如何衡量電網(wǎng)發(fā)展對(duì)隨機(jī)不確定性下源荷平衡的適應(yīng)性以及如何使電網(wǎng)規(guī)劃適應(yīng)源荷平衡的發(fā)展，無(wú)疑是一個(gè)十分重要的問(wèn)題，如何對(duì)電網(wǎng)發(fā)展進(jìn)行評(píng)價(jià)和量化以指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃具有重要意義。

參考電網(wǎng)提供了一套能夠?qū)ΜF(xiàn)狀電網(wǎng)或規(guī)劃電網(wǎng)進(jìn)行客觀評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展評(píng)估提供了重要的參考手段。然而現(xiàn)有的參考電網(wǎng)方法均是基于確定性的源荷模式實(shí)現(xiàn)的，難以適應(yīng)風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)背景下電網(wǎng)發(fā)展適應(yīng)性評(píng)估。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種適應(yīng)風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的參考電網(wǎng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃方法，能夠考慮考慮風(fēng)電輸出功率的隨機(jī)不確定性，構(gòu)建適應(yīng)于對(duì)現(xiàn)狀電網(wǎng)或規(guī)劃電網(wǎng)適應(yīng)性評(píng)估的參考電網(wǎng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型，診斷電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，明確電網(wǎng)發(fā)展方向，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)精準(zhǔn)投資。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案：

一種適應(yīng)風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的參考電網(wǎng)機(jī)會(huì)約束規(guī)劃方法，包括以下步驟：

構(gòu)建優(yōu)化模型，優(yōu)化模型以最小化規(guī)劃周期內(nèi)輸電網(wǎng)投資成本和運(yùn)行成本之和為優(yōu)化目標(biāo)，并包含確保風(fēng)電接納水平在內(nèi)的約束條件；

將約束條件轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，采用常規(guī)的混合整數(shù)線性規(guī)劃法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到最終的參考電網(wǎng)優(yōu)化方案。

進(jìn)一步地，所述構(gòu)建優(yōu)化模型之前，還包括：

給定現(xiàn)狀電網(wǎng)數(shù)據(jù)，規(guī)劃時(shí)間周期內(nèi)負(fù)荷預(yù)測(cè)值，規(guī)劃時(shí)間周期內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃方案、出力水平分布以及電網(wǎng)規(guī)劃候選的電網(wǎng)輸電元件方案。

進(jìn)一步地，所述優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為：

式中，T為劃分的前瞻時(shí)間窗口負(fù)荷時(shí)段集合；G為常規(guī)發(fā)電機(jī)組集合；L為所有輸電支路集合；為常規(guī)發(fā)電機(jī)組g在負(fù)荷時(shí)段t輸出有功功率；C_g()為常規(guī)發(fā)電機(jī)組g的成本函數(shù)；C_l為輸電支路l的年投資單位成本；K_l為輸電支路l的長(zhǎng)度；為現(xiàn)狀電網(wǎng)輸電支路容量值；R_l為輸電支路l待決策的傳輸容量，

進(jìn)一步地，所述約束條件包括：

1)節(jié)點(diǎn)有功功率平衡約束：

其中，N為節(jié)點(diǎn)集合；表示負(fù)荷時(shí)段t負(fù)荷d有功功率預(yù)測(cè)值；表示負(fù)荷時(shí)段t風(fēng)電場(chǎng)w輸出有功功率；為負(fù)荷時(shí)段t支路l的傳輸有功功率，其首末節(jié)點(diǎn)分別為節(jié)點(diǎn)n和節(jié)點(diǎn)m；S(n)和E(n)分別為以節(jié)點(diǎn)n為首、末端節(jié)點(diǎn)的傳輸支路集合；G(n)、W(n)和D(n)分別表示節(jié)點(diǎn)n上的常規(guī)發(fā)電機(jī)組集合、風(fēng)電場(chǎng)集合和負(fù)荷集合；

2)發(fā)電機(jī)組有功功率范圍約束：