[发明专利]一种考虑电网结构优化的输电网扩展规划方法

权利要求书

1.一种考虑电网结构优化的输电网扩展规划方法，其特征是，包括以下步骤：

构建优化模型，优化模型以最小化规划周期内输电网规划投资成本和发电成本之和为目标并包括约束条件；其中，所述优化模型的目标函数表达式为：

式中，N_T为划分的负荷时段集合；N_G为发电机集合；N_L为输电线路走廊集合；为发电机g在时段t输出有功功率；C_g为发电机g的线性成本系数；τ_t为负荷时段t的持续时间；C_l为输电线路走廊l的单回线路投资成本；n_l为输电线路走廊l候选扩建的输电线路条数；

其中，所述约束条件包括：

1)发电机组有功功率上下限约束：

式中：和P_g分别为发电机g的有功功率上下限；

2)节点功率平衡约束：

其中，为负荷时段t输电线路走廊l上输电线路的传输有功功率，其首末节点分别为节点i和节点j；N_S,i和N_E,i分别为以节点i为首、末端节点的输电线路走廊集合；N_G,i和N_D,i分别表示节点i上的发电机集合和负荷集合；为时段t时的有功负荷大小；

3)输电线路传输容量约束：

其中，B_l为输电走廊l单回输电线路的电纳；为负荷时段t节点i电压相角；为负荷时段t节点j电压相角；为线路走廊l原有的输电线路条数、n_l为线路走廊l候选扩建的输电线路条数；n_l为正整数变量；为考虑电网结构优化时输电线路走廊l在负荷时段t开断的输电线路条数；为非负整数变量；

4)N-1预想事故情况下发电机有功功率上下限约束：

式中：N_K为预想事故集合；上标(k)标记事故运行状态k，表示预想事故k下发电机g在阶段t输出的有功功率；

5)N-1预想事故情况下输电线路传输容量约束：

式中：为预想事故k下负荷时段t输电线路走廊l上输电线路的传输有功功率，为预想事故k下负荷时段t节点i电压相角；为考虑电网结构优化时预想事故k下输电线路走廊l在负荷时段t开断的输电线路条数；为预想事故k下输电线路走廊l是否有输电线路停运，为二进制整数变量，表示预想事故k下输电线路走廊l有线路停运，表示预想事故k下输电线路走廊l没有线路停运；

6)N-1预想事故情况下节点功率平衡约束：

7)输电线路走廊最大可扩建输电线路条数约束：

其中，为输电线路走廊l最大可扩建线路条数；

8)节点电压相角约束：

9)N-1预想事故情况下节点电压相角约束：

10)输电线路允许开断数量约束：

其中，表示负荷时段t最大允许的开断输电线路数；表示预想事故k下负荷时段t最大允许的开断输电线路数；

将优化模型中的约束条件转换为易于求解的混合整数线性规划模型，并采用混合整数线性规划法对优化模型进行求解，得到最终的考虑电网结构优化的输电网扩展规划方案。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述构建优化模型步骤之前，还包括：

根据现状电网元件参数规划时间周期内负荷预测值，规划时间周期内电源规划方案，以及电网规划候选的电网元件及路径方案。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述将优化模型中的约束条件转换为易于求解的混合整数线性规划模型，包括将式(4)拆分成多条并行输电线路表达式和将式(7)拆分成多条并行输电线路表达式，再分别通过大M法将其转换为易于求解的混合整数线性约束表达式，即：

其中，P_l^0(t)为输电线路走廊l原有的输电线路在负荷时段t的有功潮流；为输电线路走廊l候选扩建的输电线路e的有功潮流；为二进制变量，表示输电线路走廊l规划扩建线路e，表示输电线路走廊l候选扩建输电线路e不在规划建设范围内；M为无穷大的正常数；

其中，P_l^0(t,k)为预想事故k下输电线路走廊l原有的输电线路在负荷时段t的有功潮流；为预想事故k下输电线路走廊l候选扩建的输电线路e的有功潮流。