[发明专利]一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法

权利要求书

1.一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：建立以可再生能源接入容量最大化为目标，遵循在日前电力市场和绿证交易市场获得收入大于等于可再生能源投资成本约束的上层优化问题；

S2：以社会福利最大化为目标建立下层日前批发市场出清模型，在满足功率平衡、机组出力约束、直流最优潮流等条件下，列写下层市场模型约束条件；

S3：利用KKT条件将双层优化问题转换为带平衡约束的数学规划问题；

S4：利用KKT条件和SOS1等将带平衡约束的数学规划问题转换为混合整数线性规划，并获得全局最优解，由于上层目标函数会出现两类非线性项，求解器难以保证获得全局最优解，首先，采用SOS1方法处理由KKT条件带来的大量互补松弛约束，然后，对于上层问题的约束中出现电价与可再生能源出力相乘的非线性项，利用获得的KKT条件等式变换，将其线性化，最后，采用Gurobi等商业优化求解器求解全局最优解。

2.根据权利要求1所述的一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

建立上层以可再生能源接入容量最大化为目标，投资成本可回收约束的优化模型：

目标函数：

约束：

式中：W_n表示在n节点可再生能源的接入容量(kW)；λ_n,t为节点n在t时刻的节点边际电价(元/kWh)；w_d,t表示可再生能源在节点n在t时刻的出力(kW)；β为可再生能源消纳责任权重系数；E为单个绿证要求的清洁能源发电量；γ为绿证交易价格(元/本)；K为可再生能源的投资成本(元/kW/小时)。

3.根据权利要求1所述的一种电力市场环境下考虑网络容量的新能源并网规划方法，其特征在于，所述步骤S2为以社会福利最大化为目标建立下层日前批发市场出清模型，在满足节点功率平衡、直流最优潮流、机组出力约束等条件下，列写下层市场模型约束条件，包括以下步骤：

(1)目标函数：

其中：

V^ll＝{g_i,t,w_n,t,θ_n,t} (4)

式中：V^ll为下层决策变量组成的集合；a_i表示第i台传统机组成本的一次项系数(元/kWh)；b_i为第i台传统机组成本的二次项系数(元/kWh2)；g_i,t表示第i台传统机组在t时刻的出力(kW)；θ_n,t为节点n在t时刻的相角；

(2)节点功率平衡约束：

式中：d_n,t为节点n在t时刻的总负荷；I_n表示在节点n处的传统发电机组所组成的集合；m为与节点n相连的某节点编号；M_n为与节点n相连节点组成的集合；θ_m,t为节点m在t时刻的相角；x_n,m为节点n到节点m连接线路的阻抗值；

(3)直流最优潮流：

式中：为为节点n到节点m的线路容量；为不等式(6)两端对应的拉格朗日乘子；为不等式(7)两端对应的拉格朗日乘子；θ_1,t为节点1的相角，并设定节点1为平衡节点；为等式(8)对应的拉格朗日乘子；

(4)发电机组组出力约束：

式中：为传统机组i的出力下限与上限；为不等式(9)两端对应的拉格朗日乘子；ω_n,t表示节点n在t时刻可再生能源负荷因子；为不等式(10)两端对应的拉格朗日乘子。