[发明专利]一种考虑经济性与安全性的电网发展评估方法

摘要

本发明涉及一种考虑经济性与安全性的电网发展评估方法，其包括以下步骤收集待研究电网的初始状态数据；基于电网初始状态数据对电网发展状况进行演化模拟；根据得到的电网演化模拟结果，统计新建电厂、变电站和线路的相关信息并对电网连锁故障进行模拟，根据统计信息计算电网建设成本，根据电网连锁故障的模拟，得到电网连锁故障的负荷损失信息；对电网停电损失成本进行计算，得到电网演化总停电损失成本；根据电网建设成本、电网停电损失成本和增供负荷收益，计算电网发展成本；改变电网发展状况过程中的演化模拟控制参数，计算得到不同演化模拟控制参数下的电网发展成本值；电网发展成本值越低评定相应发展速度下电网发展越合理。

主权项

一种考虑经济性与安全性的电网发展评估方法，其包括以下步骤：1)收集待研究电网的初始状态数据，其包括初始电网模型数据、用于对初始电网进行演化模拟的数据和用于电网发展成本计算的历史统计数据；2)基于电网初始状态数据对电网发展状况进行演化模拟；对电网发展状况进行演化模拟，其具体包括以下步骤：①预设演化模拟控制参数，演化模拟控制参数包括演化时间上限、电网规划间隔和负载率升级阈值；②判断总演化时间是否达到演化时间上限，若总演化时间达到演化时间上限，则存储电网演化模拟结果并计算电网建设成本，否则执行步骤③；③根据总演化时间，从预期年份内网络负荷增长信息中读取当前时刻各负荷节点所带负荷值，以模拟负荷随时间延长而逐步增加的实际情况；④判断当前演化时间距离上一次电网升级的时间间隔是否达到电网规划间隔；如果达到电网规划间隔，则执行步骤⑤，否则增加单位演化时长，并返回步骤②；⑤进行电网规划建设；其具体包括以下步骤：Ⅰ、对预期年限的负荷进行预测，在预期出现的负荷节点处新建变电站，将变电站就近接入低压主网，并根据负荷水平与电压等级确定变压器数目；Ⅱ、根据电网中旋转备用情况，判断是否需要新建发电厂；当电网中旋转备用充足时，执行步骤Ⅲ；否则，在电网中新建电厂；Ⅲ、计算电网潮流分布并进行电网N‑1校核；若电网内无重载设备且均满足N‑1校核，则更新电网负荷数据以及电网设备数据；否则，对不通过N‑1校核的设备或通过电网潮流计算得到的负载率超过负载率升级阈值的设备进行升级；⑥更新电网负荷数据以及电网设备数据，计算基于直流潮流的最优潮流，进行电网运行方式安排，增加单位演化时长并返回步骤②；3)根据步骤2)中得到的电网演化模拟结果，统计新建电厂、变电站和线路的相关信息，并根据统计信息计算电网建设成本：W=ΣtY-tY(ΣilLitCLi+ΣjSTjtCTj),]]>式中，Y表示演化时间总长；t表示进行某次电网升级的时间；lLit表示在t时刻新建电压等级为i的线路长度；STjt表示在t时刻新建电压等级为j的变压器容量；CLi表示电压等级为i的单位长度线路造价；CTj表示电压等级为j的单位容量变电站造价；4)根据步骤2)中得到的电网演化模拟结果，对电网连锁故障进行模拟，得到若干关键时间断面上电网连锁故障的负荷损失信息；其具体包括：①选取电网演化过程中的若干关键时间断面，以所选取时间断面的电网为研究对象，逐个进行电网连锁故障模拟；②对特定运行方式下的电网，使用改进OPA停电模型，施加i重初始故障N次，其中i＝1,2,…imax，imax为初始故障最高重数；对各重初始故障下的电网进行连锁故障快动态模拟，统计所有连锁故障后导致的负荷损失情况，记为yi1,yi2,…,yiN，并找出yi1,yi2,…,yiN中的最大值，记为ymax：ymax＝max(yi1,yi2,…,yiN)；③对全部关键时间断面重复步骤②，并保存负荷损失信息；5)根据步骤1)中收集的用于电网发展成本计算的历史统计数据和步骤4)中得到的电网连锁故障的负荷损失信息，对电网停电损失成本进行计算，得到电网演化总停电损失成本L为：L＝∑Lm，式中，Lm为一个时段内的电网停电成本，Lm=Σi[Cnipi(1-p)n-i×1NΣj=1Nyij2ymaxTmD],]]>式中，i表示发生i重初始故障，i＝1,2…imax，imax为初始故障最高重数，n表示相应电网中电力设备的数目，Tm表示停电规模为ymax时的持续时间，D表示单位负荷损失所造成的停电成本，p为每个时段内单个设备的故障概率，N为连锁故障模拟的次数，yij为i重初始故障下第j次故障导致的负荷损失量；对电网停电损失成本进行计算，其具体包括以下步骤：①将电网演化全过程等分为m个时段，每个时段均与电网演化过程中所选取的一个关键时间断面相对应；②根据设备年故障次数Pe和演化总时长Tall，计算每个时段内单个设备的故障概率p为：p＝PeTall/m；③根据步骤②得到的每个时段内单个设备的故障概率p，计算一个时段内的电网停电成本Lm为：Lm=Σi[Cnipi(1-p)n-i×1NΣj=1Nyij2ymaxTmD],]]>式中,i表示发生i重初始故障，i＝1,2…imax，imax为初始故障最高重数，n表示相应电网中电力设备的数目，Tm表示停电规模为ymax时的持续时间，D表示单位负荷损失所造成的停电成本，p为每个时段内单个设备的故障概率，N为连锁故障模拟的次数，yij为i重初始故障下第j次故障导致的负荷损失量；④根据步骤③得到的一个时段内的电网停电成本Lm，计算得到电网演化总停电损失成本L为：L＝∑Lm；6)根据电网建设成本W、电网停电损失成本L和增供负荷收益I，对电网发展成本Z进行计算，电网发展成本Z为：Z＝W+L‑I，式中，增供负荷收益I为：I＝η×E×Load×Time，Load表示增供负荷量，Time表示增供负荷时间，E表示单位增供负荷收益，η表示负荷利用系数；7)根据计算得到的电网发展成本Z，对电网发展进行评估；改变电网发展状况过程中的演化模拟控制参数，根据电网发展成本Z计算得到不同演化模拟控制参数下的电网发展成本值；电网发展成本值越低评定相应发展速度下电网发展越合理；根据电网发展成本与演化模拟控制参数之间的关系，确定更合理的电网发展方式。