[发明专利]一种电力系统结构形态联合演化评估方法及系统

说明书

本发明涉及一种电力系统结构形态联合演化评估方法及系统，所述方法包括以下步骤：建立电力系统演化模型的多阶段场景树；基于多阶段场景树建立电力系统演化模型；确定电力系统演化模型的运行约束体系；按照网源荷储联合方式对电力系统演化模型进行仿真分析，在满足运行约束体系下得到不同负荷增长方案下的系统演化形态。应用本发明建立了多阶段场景树网源荷储联合规划的电力系统演化模型，该模型可应对同一阶段不同负荷增长方案做出灵活决策，规划方案能更灵活的适应未来负荷、新能源短期波动情况，为系统演化方案提供了普适分析方法。

技术领域

本发明涉及电力系统规划技术领域，尤其涉及一种电力系统结构形态联合演化评估方法及系统。

背景技术

构建以新能源为主体的新型电力系统，在实现“双碳”目标中具有基础性地位。随着新能源大规模发展和多条直流线路同时接入，电力系统的物理基础和功能形态将发生深刻变化，对新型电力系统下的电网规划带来了诸多挑战。高比例新能源装机会造成电力系统稳定特性更为复杂，出现非线性增加、动态响应加快、可控性变差等问题。高比例新能源接入带来的新的电网安全运行问题，需要在电网结构优化与演进中加以考虑。

输电网“结构”侧重于描述系统各节点的拓扑或具体连接关系，而“形态”则侧重于电力系统特征抽象指标的表征，两者共同构成对电力系统的完整描述。电力系统结构形态，是指电力系统的组成设备及其参与者的连接组织形式及交互作用方式。在电网结构形态演化路线研究中，目前缺少对于新能源和负荷的短期波动特性以及负荷年度随机增长特性带来的不确定性的考虑。同时，现有研究普遍缺少对环保指标、新能源接入以及储能等新技术的考虑，以及对系统演化的成本的优化。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种电力系统结构形态联合演化评估方法及系统，实现高比例新能源接入下的电网规划分析，给出针对系统演化的普适分析方案。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

本发明一方面提供一种电力系统结构形态联合演化评估方法，包括以下步骤：

建立电力系统演化模型的多阶段场景树；

基于多阶段场景树建立电力系统演化模型；

确定电力系统演化模型的运行约束体系；

按照网源荷储联合方式对电力系统演化模型进行仿真分析，在满足运行约束体系下得到不同负荷增长方案下的系统演化形态。

进一步地，所述建立电力系统演化模型的多阶段场景树，包括：

建立以每个节点表示为一个现实的场景树，其中，所述现实节点的属性包括年份、阶段及父节点；所述场景树的根节点到任一现实节点的路径称为一个场景，在场景中的两个现实节点间配置有条件概率及对应的负荷增长因数；确定一个场景的总概率为该场景的节点路径上所有条件概率之积，场景的总负荷增长为该场景的节点路径上所有负荷增长因数之积。

进一步地，所述基于多阶段场景树建立电力系统演化模型，包括基于多阶段场景树中的现实节点，建立电力系统演化模型的成本计量模型，所述成本计量模型表示为：

其中，n表示场景树中的一个现实节点、y(n)表示现实节点n对应的年份、q_n表示条件概率、d为规划远景年成本折算系数、表示设备投资成本、表示需求侧响应新增成本和运行成本。

进一步地，所述设备投资成本表示为：