[发明专利]考虑电网输送风电适应性的网架扩展方法

摘要

本发明是一种考虑电网输送风电适应性的网架扩展方法，其特点是，包括建立考虑电网输送风电适应性的网架扩展指标体系；基于构建的风电输送适应性评价指标体系，计算一段时间周期内，各待评价输电网风电升压变，风电消纳输电断面相关的评价指标值；根据得到的电网输送风电适应性的网架扩展评价指标值，进行网架扩展合理性综合决策，用来判断升压变压器、输电线路加强方案的实施等步骤。具有科学合理，适应性强，效果佳，应用价值高等优点。

主权项

一种考虑电网输送风电适应性的网架扩展方法，其特征是，它包括以下步骤：1)建立考虑电网输送风电适应性的网架扩展指标体系(a)针对风电集中开发外送区域，对影响风电消纳的输电网升压变，外送输电断面进行筛选，需要对一段时间的集中开发风电并网点的功率与升压变功率、输电断面功率进行相关性分析，并筛选相关性较强的升压变、输电断面作为后续适应性分析和网架扩展合理性分析的评价目标；(b)对筛选出的、与风电外送消纳密切相关的输电网升压变和输电断面进行影响因素的分析，建立电网输送风电适应性评价指标体系，所述评价指标体系分为两级：一级指标包括电网容量限制的风电弃风指标，可靠性指标和电网扩展经济性指标；所述一级指标的可靠性指标包括：切负荷风险，电量不足期望值；所述一级指标的电网扩展经济性指标包括：全寿命周期投资成本，风电弃电量减少效益，电量不足导致的停电损失；二级指标包括主变约束风电弃风最大功率指标、主变约束弃风功率概率分布、主变约束弃风电量指标、输电线路能力约束弃风最大功率指标、输电线路能力约束弃风功率概率分布、输电线路能力约束弃风电量指标；所述各评价指标的计算公式如下：主变约束弃风最大功率的计算为式(1)：PTL＝max(PTLi,ti)   (1)式中PTLi为系统ti时刻的主变约束风电弃风功率；主变约束弃风功率概率分布的计算为式(2)：Fpt(x)=1-Σxk≤xfpt(PTLi)---(2)]]>式中Fpt(x)为主变约束弃风功率概率，fpt(PTLi)为ti时刻风电升压主变弃风功率的概率；主变约束弃风电量的计算为式(3)：QTL=Σi=1n∫0tiPTLi(ti)dt---(3)]]>输电线路能力约束弃风最大功率的计算为式(4)：PLL＝max(PLLi,ti)   (4)式中式中PLLi为系统ti时刻的线路约束风电弃风功率；输电线路能力约束弃风功率概率的计算为式(5)：Fpl(x)=1-Σxk≤xfpl(PLLi)---(5)]]>式中Fpl(x)为线路约束弃风功率概率，fpl(PLLi)为ti时刻风电外送线路弃风功率的概率；输电线路能力约束弃风电量的计算为式(6)：QLL=Σi=1n∫0tiPLLi(ti)dt---(6)]]>切负荷风险的计算为式(7)：RLC=Σi∈SpiCi---(7)]]>式中，pi为系统状态i的概率；Ci为切负荷量；S为有切负荷的系统状态集合；电量不足期望值的计算为式(8)：EENS=Σi∈SCiFiDi---(8)]]>式中，Di为系统状态i的持续时间；Fi为系统状态频率；全寿命周期投资成本的计算为式(9)：LCC＝IC+OC‑DC   (9)式中，IC为初始投资成本；OC为运行维护成本；DC为报废成本；风电弃电量减少效益的计算为式(10)：WC＝QTLC+QLLC+EENSC   (10)式中，QTLC为升压变弃风电量减少效益，QLLC为输电线路弃风电量减少效益，EENSC为电网扩展后电量不足减少效益；其中，QTLC(j∈N)＝(QTLj‑QTL0)Cw   (11)N为解决网络因素弃风的升压主变扩建方案集合，QTL0为初始网架升压主变容量因素弃风电量，QTLj为主变扩建方案j所对应网架升压主变容量因素弃风电量，Cw为市场化风电电价；QLLC(i∈M)＝(QLLi‑QLL0)Cw   (12)M为解决网络因素弃风的输电线路扩建方案集合，QLL0为初始网架输电线路容量约束的弃风电量，QLLi为输电线路扩建方案i所对应网架输电线路容量约束弃风电量；EENSC＝(EENSi,j‑EENS0)Cl   (13)其中，EENSi,j为考虑升压主变扩展方案i，以及输电线路扩建方案j情况下的停电造成的电量损失，EENS0为初始网架电量不足期望，Cl为用户侧停电电量损失；2)基于构建的风电输送适应性评价指标体系，计算一段时间周期内，各待评价输电网风电升压变，风电消纳输电断面相关的评价指标值；3)根据得到的电网输送风电适应性的网架扩展评价指标值，进行网架扩展合理性综合决策，用来判断升压变压器、输电线路加强方案的实施(c)存在升压变容量约束或输电线路容量约束的初始网架的仿真,用于计算评价指标体系的初始值；(d)生成N、M，以主变约束弃风功率概率分布Fpt(x)、输电线路能力约束弃风功率概率Fpl(x)为判别指标，直到Fpt(x)、Fpl(x)中的大于等于95％的概率情况下可以满足的网架扩展方案进行保留，计算保留下来的N、M各方案的升压变容量约束或输电线路容量约束评价指标；(e)计算得出上述M、N以及M和N的组合场景的全部LCC和WC指标；(f)考虑升压变容量或输电线路容量扩建的合理性，决策适应风电消纳的电网扩建方案，筛选出R个LCCk≤WCk的方案，并按照LCC大小进行方案排序，并且有LCC1≤LCC2≤...≤LCCk...≤LCCR，WC1≤WC2≤...≤WCk...≤WCR；(g)为寻找考虑电网输送风电适应性的网架扩展最优效益拐点，实现合理决策，按式(14)计算最大Z值，该值对应的k+1的方案即为决策选择的最优方案，Z(k∈R)=max(WCk+1-WCkLCCk+1-LCCk)---(14).]]>