[发明专利]一种优化新能源建设与并网时序的中长期电网规划方法

摘要

本发明公开了一种优化新能源建设与并网时序的中长期电网规划方法，包括：步骤S1：获取系统运行预测数据、网架结构数据，新能源规划数据和新能源要达到的消纳水平；步骤S2：建立电网规划模型；步骤S3：求解所述电网规划模型；步骤S4：建立新能源与新建线路的建设时序模型；步骤S5：求解所述新能源与新建线路的建设时序模型。本发明针对新能源送出受阻问题，有效提高了新能源消纳水平；在对电网进行规划时，考虑系统负荷增长趋势，兼顾新能源装机增长，从调峰能力，网架约束，潮流分布，系统运行成本及运行效益等多角度综合考虑新能源消纳问题，通过优化新建线路与新能源建设时序使新建线路的利用率及新能源的运行效益达到最优。

主权项

一种优化新能源建设与并网时序的中长期电网规划方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1：获取系统运行预测数据、网架结构数据、新能源规划数据和新能源要达到的消纳水平；所述系统运行预测数据包括负荷增长预测数据，各电源装机规模，机组出力上下限值；所述网架结构数据包括网架总节点数N，现阶段限制新能源送出线路集Ω₀及每条线路传输功率极限值允许新建线路走廊m，线路走廊允许新建线路条数n_m，新建线路k引起的多接纳新能源的容量S_k，新建线路传输功率极限值所述新能源规划数据包括新能源规划年装机容量S_t，风电场及光伏电站总数n_a，各风电场及光伏电站装机容量，风电场及光伏电站典型日出力曲线；新能源消纳水平包括弃风弃光量占新能源总发电量的比例η；步骤S2：建立电网规划模型：所述电网规划模型考虑新建每条线路对提高新能源消纳水平的影响，以线路总投资费用f最低为目标函数，确定新建线路集：$\min f=\underset{i,j\∈\mathrm{\φ}}{\Σ}{C}_{ij}{n}_{ij},i,j\≤N---\left(1\right)$其中，i,j为网络节点，φ为网络节点的集合,N为网架总节点数；n_ij表示线路走廊i‑j之间扩建线路回数，C_ij为线路走廊i‑j之间扩建一回线路的投资费用；线路走廊i‑j之间扩建一回线路的投资费用C_ij由节点i,j之间的线路传输功率极限值及两节点之间的线路长度l_ij决定；所述电网规划模型需要满足以下约束条件：——线路潮流约束：P_ij＝B_ij(θ_i‑θ_j)i,j≤N   (2)P_ij为节点i,j之间线路流过的有功功率，B_ij为节点i,j之间一条线路的电纳，θ_i,θ_j分别为节点i，j的电压相角；——待选线路传输功率极限约束：$\left|P_{ij}\right|\≤n_{ij}{P}_{ij}^{max},i,j\≤N---\left(3\right)$其中，P_ij为走廊i‑j线路传输功率总值，n_ij表示线路走廊i‑j之间扩建线路回数，为线路走廊i‑j新建一回线路传输功率极限值；——网架节点功率平衡约束：$\underset{l\∈{\mathrm{\Ω}}_i}{\Σ}{A}_{il}{P}_l=P_{Gi}-P_{Di},i\≤N---\left(4\right)$其中，Ω_i为与节点i相连的支路集，A_il为节点i与支路l的关联系数，P_l为与节点i相连的支路l的潮流，P_Gi和P_Di分别为节点i的电源出力与负荷；——系统节点电压约束：$V_i^{\min }\≤V_i\≤V_i^{\max },i\≤N---\left(5\right)$其中，V_i为节点i的电压值，为节点i的电压下限值与上限值；——输电走廊约束：$0\≤n_{ij}\≤n_{ij}^{\max },i,j\≤N---\left(6\right)$其中，为节点i,j之间允许架设的输电线路数量最大值；——新能源消纳水平约束：$\mathrm{\η}\≤{\mathrm{\η}}^{max}---\left(7\right)$其中，新能源消纳水平η为弃新能源比例，η^max为弃新能源比例最大值；步骤S3：求解所述电网规划模型，确定新建线路集Ω；步骤S4：建立新能源与新建线路的建设时序模型：${\mathrm{maxf}}_2=\underset{t=1}{\overset{n_t}{\Σ}}\left(G_1\right(a,t)+G_2(x,t)+G_3(x,t\left)\right),1\≤a\≤n_a,1\≤t\≤n_t,1\≤x\≤n_x---\left(8\right)$其中，n_a为待建的风电场或光伏电站总数,n_t为将计算周期T分成的时段数，n_x为新建线路总数；G₁(a,t)为新建风电场或光伏电站a在t时段内的运行收益，G₂(x,t)为线路x在时段t内的运行费用，G₃(x,t)为线路x在时段t内的过负荷惩罚费用；步骤S5：求解所述新能源与新建线路的建设时序模型。