[发明专利]一种涉及新能源并网的多场景输电网扩展规划方法

说明书

本发明提供了一种涉及新能源并网的多场景输电网扩展规划方法。对电网中风电出力及负荷变动情况的不确定性因素用确定型模型表征。然后结合风机出力模型和负荷模型，模拟系统规划年的运行场景，通过场景聚类技术筛选出系统典型运行方式，简化计算，提高规划模型的精确性且符合实际运行情况。在各典型运行方式下，以扩增线路成本最小和网损最小为目标，建立输电网扩展规划模型。最后通过层次分析法对规划模型得到的一组扩增线路成本和网损最小的规划方案集合进行评价，选出最优输电网扩展规划方案。本发明有效提高了规划方案的合理性和有效性。

技术领域

本发明涉及输电网规划领域，特别是涉及一种涉及新能源并网的多场景输电网扩展规划方法。

背景技术

风电场等新能源建设规模日益扩大、风电光伏穿透功率逐渐增长的背景下，电网出现接纳能力不足的问题。新能源规模扩大将导致大量电源投资的浪费，新能源不确定性、电网结构、负荷特性及扩展规划不协调势必对电网规划方案的经济性和安全性造成影响。

传统的电网规划方法以确定性方法，考虑最恶劣场景下的电网规划，而新能源能源并网导致波动增大，最恶劣场景出现概率低、持续时间短且会导致电网规模增加，利用率不足，提高了消纳成本。本发明旨在寻求一种在满足系统安全稳定运行条件下，计及新能源不确定性的输电网扩展规划模型，实现电网经济安全规划。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种涉及新能源并网的多场景输电网扩展规划方法，简化计算，提高规划模型的精确程度和合理性。

一种涉及新能源并网的多场景输电网扩展规划方法，包括：

S1：建立以待并网的新能源发电站为数据来源的风机出力模型和负荷模型，所述风机出力模型和所述负荷模型均是确定性模型；

S2：通过场景聚类技术，模拟所述风机出力模型和负荷模型在输电网仿真系统中以规划年为时间跨度的运行场景，以得到符合新能源并网要求的多个典型运行方式；

S3：在每一个典型运行方式下，建立对应的以扩增线路成本最小和系统年运行网损最小为目标的初始输电网扩展规划模型；

S4：通过差分进化算法求解S3中对应多个典型运行方式的多个初始输电网扩展规划模型，以得到一组扩增线路成本最小和网损最小的规划方案集合；

S5：利用层次分析法，筛选得到最优输电网扩展规划方案。

优选的，步骤S1还包括：利用概率分布对新能源发电站的数据进行拟合，以将新能源发电站的风机出力和负荷的不确定性模型转化为确定性模型。

优选的，利用概率分布对新能源发电站的数据进行拟合的步骤，所述数据包括风速实测数据和负荷数据，步骤包括：

S101：根据现场实测风速的历史数据，采用最小二乘法建立服从2参数的Weibull分布风速模型，其概率密度：

其中，v表示风速；c表示Weibull分布的尺度参数；k表示Weibull分布的形状参数；

S102：当风电机组处于运行状态时，输出功率与风速的功率特性曲线：

其中，v_ci表示风电机组的切入风速；v_r表示额定风速；v_co表示切出风速；P_r表示风电机组的额定功率；f(v)表示风速在v_ci和v_co之间时，风电机组风速与风电功率之间的函数关系；

S103：统计负荷的变动情况，采用正态分布N(μ_L,σ_L)进行描述负荷的随机分布，其概率密度分布：