[发明专利]考虑需求响应与N-1预想故障的鲁棒输电网规划方法

说明书

本发明公开了一种考虑需求响应与N‑1预想故障的鲁棒输电网规划方法，通过收集所在主网的常规技术参数，获取可再生能源出力的历史数据，考虑可再生能源出力不确定性以及N‑1预想故障可能造成的潮流越限，采用需求响应降低全网的潮流水平，减少输电网的建线需求。本发明根据可再生能源出力历史数据的极值生成极限场景集，采用混合整数规划对所提出的模型进行求解，优化得到在所有极限场景下均能满足系统安全性要求的输电网规划方案。通过设定合理的需求响应资源在各负荷点占比，可灵活调节建线成本与需求响应成本，能够兼顾输电网规划方案的鲁棒性与经济性。

技术领域

本发明属于电气工程领域，更具体地，涉及一种考虑需求响应与N-1预想故障的鲁棒输电网规划方法。

背景技术

电力负荷的不断增长、环境问题的日趋严重以及对经济效益的广泛关注，使得我国电力系统规划与运行方式亟待改变。在规划层面，由于风电、光伏等可再生能源在电网中的渗透率逐渐增加，其出力的波动性与间歇性将影响电网供电可靠性；同时，N-1预想故障校验也是输电网规划中不可忽视的内容，保证优化得到的输电网规划方案通过每一次N-1校验是系统安全运行的前提。因此为缓解可再生能源出力波动或紧急故障可能带来的潮流越限，需要扩容输电网网架。另一方面，随着建线成本的上涨，依靠输电网扩展规划或线路开断优化来保证电力系统安全性与可靠性的规划方法将使电网公司面临高昂的输电网投资成本。

近年来需求响应(Demand Response，DR)作为一种可实现供需平衡、节能减排等多种效益的新措施受到重视。需求响应措施可分为基于激励的需求响应以及基于价格的需求响应。其中，基于激励的需求响应又包括可转移负荷以及可中断负荷等几类，通过激励措施影响电力用户的消费习惯，减少高峰时期用电，降低系统的潮流水平。因此，若能采用需求响应应对紧急故障以及可再生能源出力不确定性，从而减少建线投资，将会显著提高电网公司与用户双方的经济效益，对于目前需求响应项目的实施具有参考意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种考虑需求响应与N-1预想故障的鲁棒输电网规划方法，由此解决风电不确定性与N-1预想故障可能带来的潮流越限问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种考虑需求响应与N-1预想故障的鲁棒输电网规划方法，包括：

(1)生成各可再生能源出力的极限场景，其中，所述极限场景为可再生能源所有出力场景构成的可行域的顶点，一个可再生能源出力场景由各可再生能源的目标历史出力组成，所述可行域的顶点表示各可再生能源出力均为其历史数据中的最大值或最小值；

(2)在考虑可再生能源不确定性以及N-1预想故障的前提下进行电网线路扩容得到全网建线成本最小对应的目标模型，以满足全网负荷需求以及线路潮流安全性要求；

(3)在各可再生能源出力的极限场景下进行非故障状态以及各N-1预想故障下的潮流计算，以对输电网进行规划。

优选地，所述目标模型为：其中，表示走廊ij的已有线路数，表示走廊ij的最大可建支路数，N_L表示走廊总数，c_ij表示走廊ij各条支路的建线成本，表征走廊ij内第k条支路是否架设的二进制决策变量，若架设此条线路否则i表示走廊的首端节点，j表示走廊的末端节点。

优选地，满足的约束为：以及其中，约束为走廊ij内已建支路的二进制决策变量约束，其在走廊内的编号为1至约定初始输电网的已建线路在优化过程中除发生N-1故障时始终存在，约束为走廊ij内未建支路的二进制决策变量约束，其在走廊内的编号为至并约定其编号在已建线路之后，约束为走廊ij内总架线数上下限约束。