[发明专利]一种考虑新能源出力和电价因素的网源协同规划建模方法

权利要求书

1.一种考虑新能源出力和电价因素的网源协同规划建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：构建网源协同规划目标函数；

以收益最大化作为前置条件构建网源协同规划目标函数时，该目标函数如下：

式中，p_1,t与p_2,t表示预测的第t年的电价与煤价；x_i表示第i台候选风力电站的建设情况，是一个0-1变量；Q_i与Q_j分别表示第i台候选风力电站和第j台已有风力电站的建设容量；H_i,t和H_j,t分别表示第i台候选风力电站和第j台已有风力电站在第t年的年利用小时数；y_i,j表示第i台候选火力电站，建设容量为C_j的建设情况，是一个0-1变量；C_i与C_j分别表示第i台候选火力电站和第j台已有火力电站的建设容量，火力电站的可选容量集合为{0,C₁,C₂,……,C_m}，建设容量为0时表示不建设；F_i,t和F_j,t分别表示第i台候选火力电站和第j台已有火力电站第t年的年利用小时数；R_i与R_j分别表示第i台候选风力电站与已有风电电站的单位电量的发电运行成本；G_j与G_i分别表示第j台候选火力电站和第i台已有火力电站的单位电量的发电运行成本；K_j表示第j台候选火力电站，建设容量为C_j的建设成本；W_i表示第i台候选风力电站单位容量的建设成本；z_j表示第j条候选线路的建设回数；L_j表示第j条候选线路的单回建设成本；P_total表示总利润；Δ_T为规划年限的集合；Δ_h，Δ_H分别表示候选火力电站与已有火力电站的集合；Δ_g，Δ_G分别表示候选风力电站与已有风力电站的集合；

步骤二：根据目标函数建立电源和电网相关约束条件；

电源和电网相关约束包括电量需求约束、新增风电厂数量约束、新增燃煤火力电站数量约束、电源投资总额约束、年最大负荷约束、输电线路投资总额约束、火力电站建设变量取值约束、单条候选线路建设回数约束、发电机组出力约束、节点功率平衡约束、风力电站出力约束、燃煤火力发电机出力约束、节点相角约束、线路潮流上限约束；

具体为：

1)电量需求约束：所有机组的合计发电量之和应不小于目标年用电量的需求：

式中，E_t表示第t∈Δ_t年的年用电量需求；

2)新增风电厂数量约束：

式中，X_w,max表示新建风力电站的数量上限；

3)新增燃煤火力电站数量约束：

式中，X_f,max表示新建燃煤火力电站的数量上限；

4)电源投资总额约束：

式中，I_max表示电源建设投资总额上限；

5)年最大负荷约束：所有机组的总容量应在保证一定的备用裕度的前提下，不小于年实际最大负荷：

式中，ε为备用系数，取5％-25％，P_max表示实际年最大负荷；

6)输电线路投资总额约束：

式中，I_l,max表示线路建设投资总额上限；

7)火力电站建设变量取值约束：

8)单条候选路线建设回数约束：

0≤z_j≤n_j,max

式中，n_j,max表示线路j的最大建设回数；

9)发电机组出力约束：

其中，I_max表示电源建设投资总额上限；

10)节点功率平衡约束：

式中，Φ_i,in、Φ_i,r分别表示节点i的输入功率与需求负荷，Θ_j、Θ_i分别表示节点j与i的相角，S_j,i表示节点j与i之间线路的电纳；

11)风力电站出力约束：

Φ_w,i≤Q_i

式中，Φ_w,i表示风力电站i的出力；

12)燃煤火力发电机出力约束：

Φ_f,i≤C_i

式中，Φ_f,i表示燃煤火力发电机i的出力；

13)节点相角约束：

Θ_j,min≤Θ_j≤Θ_j,max

式中，Θ_j,max、Θ_j,min分别表示节点j相角的上下限；

14)线路潮流上限约束：

|S_j,i(Θ_j-Θ_i)|≤Φ_i,j,max

式中，Φ_i,j,max表示节点j与i之间的线路传输功率上限；

步骤三：对新能源出力的不确定性建模，并添加相应的约束条件；

步骤四：获取规划计算所需要的数据；

步骤五：构建电价预测模型，并预测规划期内的电价，将预测的电价作为模型的电价输入数据；

步骤六：建立网源协同规划模型。