[发明专利]一种间歇性可再生能源分层分区并网规划方法

权利要求书

1.一种间歇性可再生能源分层分区并网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)，获取网架数据、系统内包括间歇性可再生能源在内的电源数据、以及负荷数据；

步骤2)，将当前有功功率外送容量值设置为预设的最低阈值；

步骤3)，根据当前有功功率外送容量值，求解间歇性可再生能源接入点和线路扩建的最优方案，并将该最优方案存储为解决方案；

步骤4)，对当前有功功率外送容量值按照预设的步长进行增加；

步骤5)，判断当前有功功率外送容量值是否超过预设的范围阈值，如未超过，转至执行步骤3)，否则转至执行步骤6)；

步骤6)，对存储的解决方案进行生产模拟计算，得到生产成本、可靠性、电力外送收益评价指标；

步骤7)，基于建设成本、生产成本、可靠性、电力外送收益评价指标，通过TOPSIS法实现有功功率外送容量、间歇性可再生能源接入点、以及电网线路扩建方案的最优方案决策；

步骤1)中所述的网架数据包括各条线路走廊单回线的架设费用、始末节点、线路回数上限、已有线路回数、线路阻抗值和线路强迫停运率，电源数据包括各常规发电机的出力上下限、强迫停运率及经济参数，间歇性电源的装机容量和出力分布参数，负荷数据包括各个负荷点的负荷峰值以及负荷变化的分布参数；

步骤3)中求解间歇性可再生能源接入点和线路扩建的最优方案时采用如下优化模型：

优化目标为其中，k₁为资金回收系数，k₁＝rc(1+rc)ⁿ/[(1+rc)ⁿ-1]，rc为贴现率，n为工程经济使用年限，c_j为线路走廊j扩展一回新建线路的投资费用，x_j为线路走廊j中新建后的线路回路数，为线路走廊j中初始的线路回路数，Ω_T为线路走廊集合；

优化约束为：

A)，N及N-1状态下的系统连通性约束，即：正常运行状态下不形成孤岛；N-1故障状态下不形成孤岛；

B)，网络潮流方程基于直流潮流形成，功率平衡约束为总负荷与总电源出力平衡；

C)，线路正常运行及N-1故障下的线路有功潮流约束：

其中为线路走廊j的单回线有功传输上限，分别为线路正常运行和N-1故障情况下场景s下线路走廊j输送的有功功率，为N-1情况下线路走廊j的线路回数，S为场景集，且场景集S包括以下场景：

C.1)，负荷处于峰值，间歇性可再生能源出力为零，各个常规发电机的出力；

C.2)，负荷处于峰值，间歇性可再生能源出力为最大值，各个常规发电机的出力；

D)，走廊线路扩建回数范围约束：

x_j为x_j的上下限；

E)，间歇性可再生能源接入点决策范围约束：

其中，y_i为间歇性可再生能源i的接入点决策变量，为待选接入点集，N_yi为待选接入点数量；

F)，有功功率外送容量值约束：

其中，P_OUT为有功功率外送容量设定值，P_i^OUT为外送点的有功功率外送量，P_i^OUT为P_i^OUT的上下限，Ω_OUT为外送点集。

2.根据权利要求1所述的间歇性可再生能源分层分区并网规划方法，其特征在于，所述步骤6)中的生产模拟计算中，评价指标包括生产成本、可靠性、电力外送收益，通过蒙特卡洛随机模拟得到，具体如下：

步骤6.1)，初始化采样次数n＝0，累计指标值C_fuel＝0，EENS＝0，C_OUT＝0；

步骤6.2)，依据负荷分布参数、间歇性可再生能源出力相关的分布参数得到各个负荷与间歇性可再生能源出力的随机抽样值，依据常规发电机的强迫停运率获得其可用状态抽样，对可用常规发电机进行经济调度以确定发电机的出力，依据线路的强迫停运率获得线路的可用状态抽样；

步骤6.3)，依据随机抽样的负荷、间歇性可再生能源出力、相应的常规发电机出力、以及网络中各条线路的可用状态，计算各条线路的有功潮流数值；检验是否发生线路有功潮流越限或负荷供电不足，如果发生，则对发电机出力、间歇性可再生能源出力、外送功率及负荷进行调整，直至消除越限或负荷供电不足；

步骤6.4)，记录该次抽样下的指标统计值如下：

生产成本Ω_G为常规火力发电机集，P_i^G为发电机i的出力，为发电机i的成本系数；

可靠性P_i^L为负荷值，P_i^L,0为随机抽样得到的负荷值，Ω_L为负荷集；

电力外送收益为外送收益系数，P_i^OUT为外送点的有功功率外送量；

记录累计指标值为EENS＝EENS+EENSⁿ，

步骤6.5)，n＝n+1，判断n是否达到预设的采样次数上限M，如果达到，则转至执行步骤6.6)，否则转至执行步骤6.2)；

步骤6.6)，根据以下公式计算指标的单年期望值：

EENS^y＝8760×EENS/M，