[發明專利]一種考慮運行靈活性的輸電網雙層規劃方法及系統

在審

• 申請號: 202210736942.0
• 申請日: 2022-06-27
• 公開（公告）號: CN115423235A
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 李建杰;鐘文濤;郭俊劭;王明強;李平;曹金京;王歷華;李蓬;卞法剛;辛春青;蓋鵬宇;張煜;伊瑞鵬;鄒宇鵬
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司濱州供電公司;山東大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本申請提供一種考慮運行靈活性的輸電網雙層規劃方法及系統，涉及電力系統輸電網規劃技術領域，該輸電網雙層規劃方法通過構建考慮運行靈活性的輸電網雙層規劃模型：上層模型為新建機組與輸電線路容量決策層，并將決策結果傳遞至下層模型，下層模型對系統運行靈活性進行約束，將潮流越限量、失負荷量和運行靈活性不足反饋給上層模型，以便優化線路容量和新建機組結果，這樣，既考慮了電力系統運行靈活性對輸電網規劃的影響，又通過潮流越限量對線路容量進行了修正，以在高比例風電并入下的輸電網規劃中保證電力系統運行靈活性，從而可以提高輸電網應對高風電接入比例下應對凈負荷波動的能力。

技術領域

本申請涉及電力系統輸電網規劃技術領域，尤其涉及一種考慮運行靈活性的輸電網雙層規劃方法及系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本申請相關的背景技術信息，不必然構成已經成為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

輸電網規劃是電力系統中的基本內容之一，合理有效的輸電網絡是電力供需平衡和系統安全經濟運行的重要保障。輸電網規劃的主要目標是在規劃周期內依據對負荷增長的精準預測，根據已有的輸電網架合理確定輸電線路容量，用以獲得最優的電網結構及建設容量，從而達到高效分配區域內的電力資源，保證電力系統安全、經濟和可靠地運行。大規模風電并入輸電網已經成為電力系統發展的重要趨勢，由于風電自身所具有的隨機性、間歇性、波動性和不可控性等不確定性因素，增加了輸電網規劃的難度。在兼顧風電并入輸電網帶來的不確定性因素的同時，建立安全、經濟、可靠的輸電網規劃模型尤為緊迫與重要。

電力系統的運行靈活性是指在一定的時間尺度下，在保證有功功率平衡的前提下，電力系統對凈負荷不確定波動的應對能力。即在一定時間尺度下，系統的靈活性供給要大于靈活性需求。常規火電機組的供給靈活性為機組通過增大出力提供上行靈活性，減小出力提供下行靈活性。并且常規火電機組的上、下調節能力還受到爬坡速率的制約。風力發電的普及要求輸電網不斷提高運行靈活性，以應對由于風電的隨機性和波動性造成的凈負荷的大幅度變化。若系統運行靈活性不足，靈活性供給難以滿足凈負荷靈活性需求，系統需要被迫棄風或切負荷，造成經濟損失和資源浪費。因此，如何在高比例風電并入下的輸電網規劃中保證電力系統運行靈活性是目前仍需解決的問題。

發明內容

為了解決上述問題，本申請提供一種考慮運行靈活性的輸電網雙層規劃方法及系統，既考慮了電力系統運行靈活性對輸電網規劃的影響，又通過潮流越限量對線路容量進行了修正，以在高比例風電并入下的輸電網規劃中保證電力系統運行靈活性。

為了實現上述目的，本申請主要包括以下幾個方面：

第一方面，本申請實施例提供一種考慮運行靈活性的輸電網雙層規劃方法，包括：

構建考慮運行靈活性的輸電網雙層規劃模型，所述輸電網雙層規劃模型包括上層模型和下層模型，上層模型引入N-1預想事故情況下的約束和新建靈活性資源約束，以輸電線路容量成本、新建發電機組投資成本、火電機組運行成本和風電機組運行成本之和最小為優化目標，得到新建機組與輸電線路容量方案并傳遞至下層模型；下層模型對系統運行靈活性進行約束，以懲罰成本之和為優化目標，確定出失負荷量、潮流越限量以及運行靈活性上爬、下爬不足，將其反饋至上層模型；

對所述輸電網雙層規劃模型進行求解，得出考慮運行靈活性的輸電網規劃方案，用于指導輸電網中線路的建設容量、新建火電機組的建設容量與位置分布。

在一種可能的實施方式中，上層模型的約束條件還包括節點功率平衡約束、線路傳輸容量約束和發電機出力上下限約束。

在一種可能的實施方式中，所述懲罰成本包括失負荷懲罰成本、運行靈活性不足懲罰成本和線路潮流越限懲罰成本。

在一種可能的實施方式中，下層模型的約束條件包括包括節點功率平衡約束、線路傳輸容量約束、發電機出力上下限約束、邏輯約束、機組最小運行/停運時間約束、機組爬坡速率約束、失負荷約束以及運行靈活性不足約束。