[发明专利]计及不确定性因素与场景削减的输电通道扩展规划方法

说明书

本发明公开了一种计及不确定性因素与场景削减的输电通道扩展规划方法，针对不确定性因素及时序性进行多场景建模，利用AP聚类算法对时序场景集进行初步削减，利用LHS抽样对削减后的时序场景集作随机化处理，构建综合考虑时序性及随机性的典型场景集，并利用AP聚类算法作进一步场景削减，得到用于输电规划模型的场景集，基于削减得到的典型场景集，建立输电通道双层规划模型，并结合遗传算法进行模型求解，得出输电通道规划方案。本发明可以有效提高分布式电源消纳能力，保障输电网络的经济效益与稳定性。

技术领域

本发明属于电力系统输电规划技术领域，尤其涉及一种计及不确定性因素与场景削 减的输电通道扩展规划方法。

背景技术

随着区域互联电网呈现蓬勃发展趋势，为了满足用电需求的持续增长与电源的大规 模投产，并兼顾各区域能源资源的差异性，实现能源资源优化配置，联网范围以及输电网络规模正不断扩大，网架结构也更加复杂，这使得输电通道的扩展规划技术面临更大 的挑战。

目前，针对输电网结构的优化，已有了一定的研究成果：将输电网结构优化模型转换为混合整数线性规划形式，结构优化后有效降低了系统的运行费用；基于序列线性规 划法的启发式方法对输电网待优化线路进行排序，简化了求解过程。上述主要从经济性 角度研究输电网络结构优化方法，而未对系统中可能出现的不确定性因素进行量化分析。

针对输电规划中面临不确定性因素，已有研究成果：建立基于机会约束的虚拟发电 厂经济调度模型，对风、光等不确定因素进行建模；利用蒙特卡洛模拟法对风速采样，通过多场景分析，研究不确定性因素对规划结果的影响；建立考虑N-1安全约束的输电 网规划模型，利用场景削减以减小N-1分析规模。但如何定义削减指标进行场景高效削 减，快速判定典型运行场景仍是研究的重点。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种计及不确定性因素与场景削减的输电通 道扩展规划方法，提高分布式电源消纳能力，保障输电网络的经济效益与稳定性。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种计及不确定性因素与场景削减的输电通道扩展规划方法，包括步骤：

(1)收集输电网络现有网架结构，构建负荷与风电的时序场景集；

(2)利用AP聚类算法对时序场景集进行初步削减，利用LHS抽样对削减后的时 序场景集作随机化处理，构建综合考虑时序性及随机性的典型场景集；

(3)利用AP聚类算法作进一步场景削减，得到用于输电规划模型的场景集；

(4)基于削减得到的用于输电规划模型的典型场景集，建立输电通道双层规划模型，并结合遗传算法进行模型求解，得出输电通道规划方案。

进一步地，LHS抽样包括采样和排列两个步骤：

(2.1)首先，采用随机生成的标准正态样本矩阵表示样本点，每个LHS样本点的 累积概率分布函数为：

式中，ε表示[0,1]内任意均匀分布的随机数，n代表随机变量数，N代表采样点数，R_ij代表所有标准正态样本点的排序信息；

(2.2)然后，利用等概率变换得到独立标准正态空间中LHS采样点x_ij：

x_ij＝φ^-1(F_xj(X_ij))

式中，φ^-1(·)代表标准正态分布累积分布的逆函数。