[发明专利]一种考虑运行风险的规划周期内直流传输极限优化方法

说明书

本发明公开了一种考虑运行风险的规划周期内直流传输极限优化方法，属于电网规划技术领域。本发明首先对规划周期内每年进行解耦分析，评估给定网架下直流最大传输能力，将直流不能满功率送出导致的弃电损失，以及紧急控制代价、外购电成本、备用成本计统一货币化，形成运行层面的风险代价；然后随机设定规划周期内风险阈值序列，当风险代价超过阈值时进行规划措施寻优，聚合得到该组阈值下的规划周期内风险总成本。最后遍历所有阈值组合，当规划周期内风险总成本最小时，每年所对应直流最大传输能力即为考虑规划与运行协调的直流传输极限。本发明能够指导电力系统规划人员充分考虑直流投运后的运行风险，完善各项规划措施。

技术领域

本发明属于电网规划技术领域，具体涉及一种考虑运行风险的规划周期内直流传输极限优化方法。

背景技术

为解决我国东西部能源资源和用电负荷不平衡的结构问题，提高我国能源资源在全国范围内优化配置能力，特高压直流远距离大容量输电优势得到充分发挥，越来越多的直流工程被列入电网发展规划，但与之而来的是各大电网内直流数量越来越多，交直流、直流与新能源等系统间的耦合愈来愈紧密，加剧了交直流故障后电网频率、电压等稳定问题，正日益成为制约电网承载直流能力的关键因素。

目前对于直流承载力的研究还处于探索阶段，没有一个明确的定义，直流承载力应该包涵“直流”、“承载力”两个方面的内容，其中直流是作为电力传输的重要输电方式，承载力又包含它自身的属性，即直流传输的容量不能超过电力系统所能承载的“阈值”。对于送端电网而言，从规划的角度来看，直流承载能力为能源规划、电力规划的衍生，直流的规划服务于区域电网可再生能源开发计划，当区域电网内存在大量电力电量富余，直流则成为富余电量的外送手段。从本质上来看，直流的承载能力取决于能源开发的程度，以及配套交流网架跟随电源和直流负荷规划的升级改造计划，驱动直流承载能力逐步提升的主要动力是可再生能源的发展建设。理论上若新建电源和主网架结构等配套工程提前或同步建设，直流送出不受限，反言之，不能脱离开电源、电网规划提直流规划或提高直流输电能力，要进行源、网、直流负荷的协同规划。

从运行的角度来看，由于规划直流建设时主要考虑电力电量平衡、调峰备用等充裕性和经济性，对安全性问题按照N-1校核，且直流工程的建设远远提前于主干交流网的建设，导致实际运行中的直流承载能力一般小于直流规划的额定功率，在直流投运的过渡期尤其明显。当直流规划超前电网规划时，因直流大规模送出导致“小电网、大外送”问题突出，系统电力平衡、安全性等运行风险增加，导致直流承载能力不足；当电网规划投资过度时，所规划的直流均能满功率送出，且相应的风险成本降低，但造成了基础设施投资的浪费。

因此亟需在规划中考虑运行的风险，将直流不能满功率送出造成的资源浪费、可再生能源年利用小时数不足等纳入电网规划考虑的范围，在规划和运行的协调的基础上实现直流的最大电力送出，提高直流外送通道利用小时数。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种考虑运行风险的规划周期内直流传输极限优化方法，其目的在于：指导电力系统规划人员充分考虑直流投运后的运行风险，完善各项规划措施。

本发明采用的技术方案如下：

一种考虑运行风险的规划周期内直流传输极限优化方法，包括以下步骤：

步骤1：获取规划周期内每年送端电网典型的运行工况及工况对应的概率，生成相应扰动库及扰动概率；

步骤2：分年计算满足电网有效短路比、潮流组织、电压稳定、频率稳定的直流最大可传输功率；

步骤3：分年计算因直流不能满功率送出而导致的弃电代价，按照每年直流最大可传输功率调整所有运行工况，弃电代价定义为：

式中：j、λ^j分别为直流安排的功率大于最大可传输功率的工况及工况概率，P^j为工况j中安排的直流功率，k为弃电的单位代价；