[發(fā)明專利]一種考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的輸電網(wǎng)擴展規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810880261.5
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN108847667B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫東磊;李雪亮;鄭志杰;劉曉明;張杰;楊金洪;曾軍;楊思;李文博;楊波;王軼群;楊斌;楊揚;李兆飛;劉志敬
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院;國家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 鄭憲常

1.一種考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的輸電網(wǎng)擴展規(guī)劃方法，其特征是，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)規(guī)劃投資成本和發(fā)電成本之和為目標并包括約束條件；其中，所述優(yōu)化模型的目標函數(shù)表達式為：

式中，N_T為劃分的負荷時段集合；N_G為發(fā)電機集合；N_L為輸電線路走廊集合；為發(fā)電機g在時段t輸出有功功率；C_g為發(fā)電機g的線性成本系數(shù)；τ_t為負荷時段t的持續(xù)時間；C_l為輸電線路走廊l的單回線路投資成本；n_l為輸電線路走廊l候選擴建的輸電線路條數(shù)；

其中，所述約束條件包括：

1)發(fā)電機組有功功率上下限約束：

式中：和P_g分別為發(fā)電機g的有功功率上下限；

2)節(jié)點功率平衡約束：

其中，為負荷時段t輸電線路走廊l上輸電線路的傳輸有功功率，其首末節(jié)點分別為節(jié)點i和節(jié)點j；N_S,i和N_E,i分別為以節(jié)點i為首、末端節(jié)點的輸電線路走廊集合；N_G,i和N_D,i分別表示節(jié)點i上的發(fā)電機集合和負荷集合；為時段t時的有功負荷大小；

3)輸電線路傳輸容量約束：

其中，B_l為輸電走廊l單回輸電線路的電納；為負荷時段t節(jié)點i電壓相角；為負荷時段t節(jié)點j電壓相角；為線路走廊l原有的輸電線路條數(shù)、n_l為線路走廊l候選擴建的輸電線路條數(shù)；n_l為正整數(shù)變量；為考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時輸電線路走廊l在負荷時段t開斷的輸電線路條數(shù)；為非負整數(shù)變量；

4)N-1預(yù)想事故情況下發(fā)電機有功功率上下限約束：

式中：N_K為預(yù)想事故集合；上標(k)標記事故運行狀態(tài)k，表示預(yù)想事故k下發(fā)電機g在階段t輸出的有功功率；

5)N-1預(yù)想事故情況下輸電線路傳輸容量約束：

式中：為預(yù)想事故k下負荷時段t輸電線路走廊l上輸電線路的傳輸有功功率，為預(yù)想事故k下負荷時段t節(jié)點i電壓相角；為考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化時預(yù)想事故k下輸電線路走廊l在負荷時段t開斷的輸電線路條數(shù)；為預(yù)想事故k下輸電線路走廊l是否有輸電線路停運，為二進制整數(shù)變量，表示預(yù)想事故k下輸電線路走廊l有線路停運，表示預(yù)想事故k下輸電線路走廊l沒有線路停運；

6)N-1預(yù)想事故情況下節(jié)點功率平衡約束：

7)輸電線路走廊最大可擴建輸電線路條數(shù)約束：

其中，為輸電線路走廊l最大可擴建線路條數(shù)；

8)節(jié)點電壓相角約束：

9)N-1預(yù)想事故情況下節(jié)點電壓相角約束：

10)輸電線路允許開斷數(shù)量約束：

其中，表示負荷時段t最大允許的開斷輸電線路數(shù)；表示預(yù)想事故k下負荷時段t最大允許的開斷輸電線路數(shù)；

將優(yōu)化模型中的約束條件轉(zhuǎn)換為易于求解的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，并采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法對優(yōu)化模型進行求解，得到最終的考慮電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的輸電網(wǎng)擴展規(guī)劃方案。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述構(gòu)建優(yōu)化模型步驟之前，還包括：

根據(jù)現(xiàn)狀電網(wǎng)元件參數(shù)規(guī)劃時間周期內(nèi)負荷預(yù)測值，規(guī)劃時間周期內(nèi)電源規(guī)劃方案，以及電網(wǎng)規(guī)劃候選的電網(wǎng)元件及路徑方案。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，所述將優(yōu)化模型中的約束條件轉(zhuǎn)換為易于求解的混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，包括將式(4)拆分成多條并行輸電線路表達式和將式(7)拆分成多條并行輸電線路表達式，再分別通過大M法將其轉(zhuǎn)換為易于求解的混合整數(shù)線性約束表達式，即：

其中，P_l^0(t)為輸電線路走廊l原有的輸電線路在負荷時段t的有功潮流；為輸電線路走廊l候選擴建的輸電線路e的有功潮流；為二進制變量，表示輸電線路走廊l規(guī)劃擴建線路e，表示輸電線路走廊l候選擴建輸電線路e不在規(guī)劃建設(shè)范圍內(nèi)；M為無窮大的正常數(shù)；

其中，P_l^0(t,k)為預(yù)想事故k下輸電線路走廊l原有的輸電線路在負荷時段t的有功潮流；為預(yù)想事故k下輸電線路走廊l候選擴建的輸電線路e的有功潮流。