[发明专利]基于机会约束规划的风电场外送输电线路截面优化方法

说明书

本发明涉及一种基于机会约束规划的风电场外送输电线路截面优化方法。考虑温度和风速的随机性，以社会效益期望值最大为目标，包含风电场送出工程年送出风电收入、弃风惩罚成本、输电线路投资成本、线路输电损耗成本和线路运维成本，基于置信水平的传输约束和弃风约束，建立风电送出导线截面选型的机会约束规划模型，实现风电场送出线路截面优化。

技术领域

本发明涉及输电线路截面优化，特别是一种基于机会约束规划的风电场外送输电线路截面优化方法。

背景技术

风力资源一般远离负荷中心，需要建设配套的远距离输电线路，将电能输送到负荷中心。为了电网安全运行，输电线路的最大传输容量一般是在最恶劣的环境条件下如极高的温度和极低的风速计算出来的最大恒定允许传输容量。由于实际气象条件往往没有计算气象条件恶劣，现有的输电线路的传输容量约束相对保守，减少了可输送功率的上限，不利于电力系统的经济运行。这样，为了提高输送容量，实际工程一般会选择更大的导线截面积，从而增大工程投资，降低输电线路利用效率，不利于输电工程的经济性，特别是对长距离输送的线路。

已有的研究基本都是关于风电外送容量的优化，尚没有进一步优化截面的选型及输电工程的传输能力，更没有基于风速和温度的随机性，采用机会约束规划模型选择导线的最佳截面积，以减少过于保守的决策方案所付出的成本，实现社会效益的最大化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机会约束规划的风电场外送输电线路截面优化方法，考虑温度和风速气象因素的随机性，以风电场及其送出工程社会效益最大化，建立机会约束规划的风电场送出输电线截面优化模型，为风电场送出线路截面选线提供一种有效的方。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于机会约束规划的风电场外送输电线路截面优化方法，考虑温度和风速的随机性，以社会效益期望值最大为目标，包含风电场送出工程年送出风电收入、弃风惩罚成本、输电线路投资成本、线路输电损耗成本和线路运维成本，基于置信水平的传输约束和弃风约束，建立风电送出导线截面选型的机会约束规划模型，实现风电场送出线路截面优化。

在本发明一实施例中，该方法具体实现步骤如下：

步骤S1：获取风电场送出输电线路周围的历史气象数据，通过历史数据研究其分布规律；

步骤S2：对历史气象数据中的环境温度和风速利用拉丁超立方抽样方法进行抽样：根据环境温度t_a和风速V的分布规律，对环境温度和风速利用拉丁超立方抽样方法进行抽样，抽出N个样本，即N个场景，第s个场景表示为X(s)＝{t_a(s),V(s)}，s＝1,2,…，N，第s个场景的概率为p(s)；

步骤S3：建立基于机会约束规划的风电场外送输电线路截面优化目标函数：由于环境温度和风速具有随机性，导线的最大载流量是一个随机变量，导线最大输送功率和社会效益也是随机变量，考虑年送出风电收入、弃风惩罚成本、输电线路投资成本、线路输电损耗成本和线路运维成本，以社会效益期望值最大为目标，函数如下：

f(S_line,X(s))＝p_wQ_w-p_qQ_q-C_t-C_ploss-C_op

式中：E[°]为数学期望；f(S_line,X(s))为社会效益；导线截面积S_line为优化的变量；p_w为风电上网电价；p_q为弃风惩罚系数；Q_w为年风电外送电量；Q_q为年弃风电量；Q_z为风电年总发电量；C_t为输电线路投资等年值；C_ploss为风电场外送线路年输电损耗成本；C_op为风电场外送线路年运维成本；