[发明专利]考虑多故障场景的输电网容量规划优化方法及系统

说明书

本公开提供了一种考虑多故障场景的输电网容量规划优化方法及系统，以年综合费用最小为优化目标，构建考虑多故障场景及故障概率不确定性的输电网鲁棒随机优化规划模型；在输电网规划模型中引入多设备故障场景产生切负荷惩罚的状态变量与相关约束，得到满足各项约束条件的输电网规划鲁棒优化模型；对约束条件中的不确定性部分，通过对偶将其转化为双层优化模型，再通过对偶求解出子问题，最终采用奔德斯分解算法和混合整数线性规划算法求解考虑多故障场景及故障概率不确定性的输电网鲁棒随机优化规划模型，得到输电网的规划方案。

技术领域

本公开属于电力系统输电网规划领域，涉及一种考虑多故障场景的输电网容量规划优化方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

输电网规划是电力系统规划的基本内容之一，兼顾有效性与经济性的电力网络规划是既能确保电力供需平衡和系统安全运行，也能为电力公司节省一定建设成本，符合电力市场的发展需求。输电网容量规划的主要目标是在规划周期内依据对负荷增长趋势及电源建设方案的预测，确定在规划的水平年与何地扩建多少的输电容量，以满足负荷与发电机的增长需求，同时实现对现有电力网络结构的优化调整，既满足了电力系统运行的可靠性，也满足了电力系统建设的经济性，从而高效分配区域内的电力资源，满足系统安全、经济、可靠的输送电力的要求。

传统电力系统规划中在考虑故障场景时，人为地将每种故障场景发生的故障概率指定为一个确切的数字。实际上，每种故障场景发生的概率都并不确定。这种规划结果并不准确，同时，当场景数量较多时，直接求解可能导致内存耗尽，占用大量的时间和存储空间。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种考虑多故障场景的输电网容量规划优化方法及系统，本公开采用多场景方法处理系统故障情况，利用奔德斯分解算法及混合整数线性规划的方法求解模型，能够在考虑故障场景及其不确定性的情况下对输电线路的规划方案进行优化，决策得到线路最优输电容量。

本公开提到的输电网的规划方案指的是输电网中线路的建设容量。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

第一方面，本公开提供一种考虑多故障场景的输电网容量规划优化方法，包括：

以年综合费用最小为优化目标，构建考虑多故障场景及故障概率不确定性的输电网鲁棒随机优化规划模型；

在输电网规划模型中引入多设备故障场景产生切负荷惩罚的状态变量与相关约束，得到满足各项约束条件的输电网规划鲁棒优化模型；

对约束条件中的不确定性部分，通过对偶将其转化为双层优化模型，再通过对偶求解出子问题，最终采用奔德斯分解算法和混合整数线性规划算法求解考虑多故障场景及故障概率不确定性的输电网鲁棒随机优化规划模型，得到输电网的规划方案。

作为可选择的实施方式，年综合费用包括线路投资、机组运行及故障切负荷惩罚成本。

作为可选择的实施方式，在构建考虑多故障场景及故障概率不确定性的输电网鲁棒随机优化规划模型的过程中，根据电网规划年限内的负荷预测数据和设备运行故障率统计数据，将故障场景划分为多个，各个场景之间相互独立。

作为可选择的实施方式，输电网鲁棒随机优化规划模型的约束条件包括电网规划基本约束和单重故障约束；

所述电网规划基本约束包括输电线路容量约束、正常情况下节点功率平衡式约束和正常情况下机组出力约束；

所述单重故障约束包括单重故障下输电线路容量约束、单重故障下节点功率平衡式约束、单重故障下机组出力约束和故障率约束。

作为可选择的实施方式，求解的具体过程包括：