专利名称：适应大规模间隙式能源接入的输电网短期扩展规划方法
适应大规模间隙式能源接入的输电网短期扩展规划方法技术领域
本发明属电力系统及其自动化技术领域，更准确地说本发明涉及适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法。
背景技术：
随着人们对环境保护和可持续发展的日益重视，新能源在世界各国正得到广泛的开发和利用。截止2 01 5年，我国风电开发总规模将达到I亿千瓦。新能源发电的随机性、间歇性及不确定性对电力系统的规划和运行带来了挑战。
随着大规模间隙式能源接入容量持续增长，电网建设已成为其装机容量进一步增长的瓶颈，某些运行方式下的输电阻塞使得风电出力受限而造成能源浪费及经济损失，亟需加强输电网规划和建设以满足大规模间隙式能源发电接入对电网可靠性和强壮性的要求。
大规模间隙式能源接入的输电网规划研究起步较晚，研究成果相对较少，且大部分集中于电网中长期规划研究。我国大规模间隙式能源迅猛发展及跨区消纳的特点决定了需要针对新能源发电形势，在不考虑变电站扩展前提下，首先研究短期加强方案以满足已经建成或即将建成的新能源基地电力送出的需求。
然而，虽然目前已有的采用的基于数学优化的方法或灵活规划的方法求解输电网扩展规划问题的成果具有逻辑严密、结果较优的特点，但对于输电网短期规划对于网络扩展规模不大的情况，其求解仍显得过于复杂，且工程实用性不强。发明内容
本发明的目的是:针对现有大规模间隙式能源接入的输电网规划研究的不足，在满足大规模间隙式能源发电充分消纳的需求以及不考虑变电站扩展及常规能源发电厂扩展的前提下，计及短期负荷增长因素及大规模间隙式能源发电出力不确定性因素，给出一种工程实用化的基于系统静态安全风险指标和效益指标及最优潮流程序的适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法。
具体地说，本发明是采取以下的技术方案来实现的，包括下列步骤:
(I)确定规划年的大规模间隙式能源发电装机容量；确定规划年的负荷预测数据；确定候选扩展线路集及各可扩展线路的投资费用，并将实际扩展线路集的初始值设定为空。
(2)根据规划年的大规模间隙式能源发电装机容量以及规划年的大规模间隙式能源发电出力概率模型，计算规划年的大规模间隙式能源发电出力期望值。大规模间隙式能源的类型不同，其发电出力概率密度函数也不同。对本文而言，大规模间隙式能源发电出力概率密度函数为已有输入，且并不局限于某一具体的形式。
(3)分别将各可扩展线路各自试探加入当前网架，分别得到各可扩展线路各自加入后的全接线方式及预想故障方式。
(4)根据规划年的负荷预测数据以及规划年的大规模间隙式能源发电出力期望值，计算在各可扩展线路各自加入后的全接线方式及预想故障方式下各可扩展线路各自加入后的以系统网损最小为目标函数的最优潮流。
(5)根据最优潮流结果得到在规划年的大规模间隙式能源出力概率模型下各可扩展线路各自加入后的越限支路及其潮流期望值，其中越限支路是指实际电流超出其额定值的支路。
(6)根据在规划年的大规模间隙式能源出力概率模型下各可扩展线路各自加入后的越限支路及其潮流期望值，分别计算各可扩展线路各自加入后的系统静态安全风险指标，可扩展线路加入后的系统静态安全风险指标计算方法如下:
权利要求
1.适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法，其特征在于，包括下列步骤:(1)确定规划年的大规模间隙式能源发电装机容量；确定规划年的负荷预测数据；确定候选扩展线路集及各可扩展线路的投资费用，并将实际扩展线路集的初始值设定为空； (2)根据规划年的大规模间隙式能源发电装机容量以及规划年的大规模间隙式能源发电出力概率模型，计算规划年的大规模间隙式能源发电出力期望值； (3)分别将各可扩展线路各自试探加入当前网架，分别得到各可扩展线路各自加入后的全接线方式及预想故障方式； (4)根据规划年的负荷预测数据以及规划年的大规模间隙式能源发电出力期望值，计算在各可扩展线路各自加入后的全接线方式及预想故障方式下各可扩展线路各自加入后的以系统网损最小为目标函数的最优潮流； (5)根据最优潮流结果得到在规划年的大规模间隙式能源出力概率模型下各可扩展线路各自加入后的越限支路及其潮流期望值，其中越限支路是指实际电流超出其额定值的支路； (6)根据在规划年的大规模间隙式能源出力概率模型下各可扩展线路各自加入后的越限支路及其潮流期望值，分别计算各可扩展线路各自加入后的系统静态安全风险指标，可扩展线路加入后的系统静态安全风险指标计算方法如下:
2.根据权利要求1所述的适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法，其特征在于，所述步骤3)中得到各可扩展线路各自加入后的各自全接线方式及预想故障方式时，所需基础数据为从电网规划或运行部分获取的规划年的典型运行方式，包括网架结构、发电及负荷预测数据。
3.根据权利要求1所述的适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法，其特征在于，所述步骤4)中计算在各可扩展线路各自加入后的全接线方式及预想故障方式下各可扩展线路各自加入后的以系统网损最小为目标函数的最优潮流时，计及规划年的大规模间隙式能源发电出力概率模型，基于最优潮流程序求得。
4.根据权利要求1、2、3任一所述的适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法，其特征在于，所述步骤6)中的α的值为2。
5.根据权利要求1、2、3任一所述的适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法，其特征在于， 所述步骤7)中的β的值为I。
全文摘要
本发明提出了适应大规模间歇式能源接入的输电网短期扩展规划方法，属电力系统及其自动化技术领域。本发明根据规划年的大规模间隙式能源发电装机容量及其出力概率模型、规划年的负荷预测数据，计算系统的静态安全风险指标和各可扩展线路的效益指标，确定每一步需要扩展的线路并逐步迭代直到实际扩展线路集满足系统静态安全风险指标要求或候选扩展线路集所有线路均已被扩展为止则得到最终输电网规划方案。该方法满足大规模间隙式能源发电充分消纳的需求，在不考虑变电站扩展及常规能源发电厂扩展的前提下，计及短期负荷增长因素及大规模间隙式能源发电出力不确定性因素，有益于满足电网短期内可靠、经济运行及支撑新能源快速发展的需求。
文档编号G06Q10/04GK103107533SQ20121043472
公开日2013年5月15日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者崔晓丹, 李威, 任先成, 薛峰, 方勇杰, 薛禹胜 申请人:国网电力科学研究院, 南京南瑞集团公司, 中国电力科学研究院, 国家电网公司