[发明专利]适用于新能源大规模接入下的电网演化模拟方法

说明书

适用于新能源大规模接入下的电网演化模拟方法，步骤如下：1、读入系统负荷和能源的预测信息；2、根据区域内同一电压等级的变电站密度，确定是否需要进行电压等级的提升；3、求解电源规划问题，确定新建发电厂的个数和预期出力；4、求解输电网规划问题，确定线路的建设方案；本发明考虑了新能源大规模接入和新技术应用对于未来电网的影响，借鉴电网规划的思路，以建设成本最小为优化目标，将电力、电量、调峰和环保约束引入电力系统演化模型，并从电力系统运行的角度建立了若干种前沿技术的简化模型，最后结合启发式规则和模拟植物生长算法提出了演化模型的求解方法；使用该电网演化模拟方法可以为能源政策和电力战略提供定量的决策依据。

技术领域

本发明涉及电力系统电网演化技术领域，具体涉及一种适用于新能源大规模接入下的电网演化模拟方法。

背景技术

在当今社会节约资源、保护环境、减少碳排放的大背景下，清洁能源的发展成为能源领域的热点话题。国家相关政策的出台也意味着新能源将在我国未来电网中占据着极其重要的地位，而新能源的大规模接入也对于电网的发展带来了巨大的挑战。新能源的大规模接入会打破现有系统电源和负荷较为靠近的格局，使得未来电网的互联会更普遍，最终形成的网络规模会更为庞大。然而，新能源本身在调峰深度、可用时间等方面相较传统能源相距甚远，需要常规机组对此进行补偿。而随着环保要求的出现，这类机组的总量必然要受到限制。这些矛盾构成了一个优化问题。目前，电网规划这一领域的研究已经较为成熟，对于求解上述含约束的规划问题已有很多研究。然而在大规模长时期电力系统发展过程的模拟中直接运用规划方法并不方便。主要原因有三：一是时间和空间复杂度均随着问题规模的增大非线性增加，现有计算工具无法承受；二是规划方案制定中的待建变电站、发电厂和线路等很多环节需要专家的参与，这在远期模拟过程中难以实现；三是建设过程具有后效性，前期的建设步骤会对后期的方案选择产生影响，而一旦实际的前期方案选择与预想不同，规划方法所得结果便失去意义。而且，长时期发展过程研究的根本目的应在于指导电网建设的方向而非确切地给出建设过程。因此，有必要引入网络演化思想解决上述问题。

目前，也有相关的研究者对于未来电网的演化模式进行了分析，周孝信在《中国未来电网的发展模式和关键技术》(中国电机工程学报，2014,34(29)：4999-5008)一文中从电力需求量、电源结构、电力流和电网格局四个关键问题入手，对我国2030年后未来电网模式进行了宏观预测。然而，除了宏观的分析预测之外，迫切需要定量的分析工具对电力系统的长期演化过程进行研究，辅助制定能源的相关政策，以便尽量降低社会总成本，避免大量人力物力的浪费。此外，还有学者对三代电网进行了建模与特性分析，得到了未来十几年的电网演化结果，但是，其中大多缺少对于环保的需求、新能源接入以及储能等新技术的考虑，也没有对电力系统演化的成本进行优化。

此外，目前电网演化的一大难题还在于计算规模的庞大，电源规划和电网规划作为混合整数线性规划，具有极大的求解复杂度。综上，现有的电网演化模型有以下两点需要改进，一方面，需要充分考虑新技术对于演化模型的影响，需要对于超导、储能等新技术进行建模，另一方面，还需要找到一种高效的适用于电源规划和电网规划的求解方法，提高仿真效率。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种适用于新能源大规模接入下的电网演化模拟方法，通过建立超导、储能等新技术的模型，该方法能够辅助分析新技术对于电网演化的影响，进而辅助制定相关的能源发展战略。本发明还创造性的在电网演化模型中引入了植物生长算法，大大提高了电网规划问题的求解效率，减小了计算规模。

为达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

适用于新能源大规模接入下的未来电网演化模拟方法，包括如下步骤：

步骤1：读入系统负荷和能源预测信息，更新节点信息；对前沿技术进行建模，具体步骤如下：