考虑资源环境约束的区域电力综合资源战略规划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及区域电力布局规划方法，特别涉及考虑资源环境约束的区域电力综合 资源战略规划方法。
【背景技术】
[0002] 电力规划布局对经济社会发展和资源配置效率至关重要。传统的电源规划依靠单 纯增加电源建设来满足电力需求的增长，20世纪70年代DSM(电力需求侧管理)被提出，改变 了人们对电力系统的传统思维模式，将需求侧可节约的能源也纳入电力资源中，20世纪80 年代美国率先提出了电力综合资源规划（Integrated Resource Program，简称IRP)的概 念，它从系统角度出发，强调了供电和用电协调的重要性，综合考量供求双方的资源，以实 现社会总成本最小和整体效益最优为目标，改变了电力工业一直把用户用电需求作为规划 外在因素的做法，为电力工业的发展创造了巨大的贡献。但现有的研究和和综合资源规划 缺乏对区域区位因素的考量；如CN201510178062.6发明专利公开的一种电网规划方法和 CN201110174821.3发明专利公开的一种电网规划方案的评价方法，所述工频电场采用离地 1.5m处电场强度的垂直分量作为评价量;所述工频磁场采用地表面处和离地某距离的磁场 强度的垂直分量和水平分量作为评价量;新增线路的有效价值采用土地资源利用效率来衡 量电网规划方案;最后，对规划范围内各种类型的景观实景照片采用叠图法来预测各规划 线路与城市景观的协调程度，上述两个现有技术均缺乏对区域区位因素和资源环境相结合 的考量。
【发明内容】
[0003] 基于现有技术的不足，本发明提供一种基于资源环境约束的大背景，考虑区位因 素对电力综合资源战略规划布局影响，建立了资源环境约束下的中长期区域电力综合资源 战略规划布局模型，对区域电力布局进行综合规划。
[0004] 本发明的技术方案为：一种考虑资源环境约束的区域电力综合资源战略规划方 法，包括以下步骤： 1) 区域电力综合资源战略规划模型构建； 2) 根据区域电力综合资源战略规划模型对区域细分下的电力综合资源战略规划情景 分析。
[0005] 所述区域电力综合资源战略规划模型构建，包括以下步骤： a. 构建目标函数； b. 基于区位因素确定约束条件； c. 根据区位因素确定边界条件； d. 模型构建。
[0006] 所述区域细分下的电力综合资源战略规划情景分析包括以下步骤： ①情景边界设定； ② 资源环境约束情景设定； ③ 经济协调性情景设定； ④ 具体情景分析。
[0007] 所述目标函数为规划期内总成本f最小，包括电源成成本cEPP和排放成 本 CEmi: min f = CGen+CEPP+CEmi 所述基于区位因素确定约束条件按环节包括电源环节、电网环节、EPP环节、源-荷环节 和源-网-荷环节。
[0008] 所述基于区位因素确定约束条件细分为装机规模约束、污染物排放约束、盈利约 束、跨区电力约束、跨区电量约束、规模约束、补贴约束。
[0009] 区位因素边界条件包括区域功能区划分、全区域装机类型、电力供需、能效电厂、 排放约束和电源平衡。
[0010] 所述模型运用代数建模系统进行非线性规划，并使用来自ARKI Consulting & Development A/S的C0N0PT非线性求解器进行问题的优化。
[0011] 所述情景边界依据对区域经济形势的发展预测，以主体功能区未来每一年的电力 需求为边界。
[0012] 所述资源环境约束情景根据主体功能区的电源装机极限和EPP推广潜力，考虑 C02、S02、氮氧化物排放影响，以社会总投入最小为目标，实现区域各类电源装机和EPP的整 体规划。
[0013] 所述经济协调性情景包括进行中长期区域电力布局的发展路径设定，保障河南区 域电力布局与区域经济的协调发展。
[0014] 所述具体情景分析包括投资情景分析、装机情景分析、发电情景分析、交换电量情 景分析、排放量情景分析。
[0015] 本发明通过构建基于资源环境约束和区位因素下的中长期综合资源战略规划模 型，基于已有的综合资源战略规划模型的基础上，针对经济社会和资源禀赋特点，通过建立 考虑跨区输电的多区域综合资源战略规划模型，实现区域资源的整体优化路径，对特定区 域电力综合资源规划电力布局进行情景分析，保障河南区域电力布局与区域经济的协调发 展。
【附图说明】
[0016] 图1本发明实施例1河南2014-2030年常规电源和EPP投资情况； 图2本发明实施例1河南2014-2030年各区域投资情况； 图3本发明实施例1河南2030年期末各区域装机结构图； 图4本发明实施例1河南2014-2030年各区域发电量情况； 图5本发明实施例1河南2014-2030年各区域间交互电量情况； 图6本发明实施例1河南2014-2030年C02排放情况； 图7本发明实施例1河南2014-2030年各区域C02排放增长情况。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1:如图1-7所示，一种考虑资源环境约束的区域电力综合资源战略规划方 法，包括以下步骤： 1) 区域电力综合资源战略规划模型构建； 2) 根据区域电力综合资源战略规划模型对区域细分下的电力综合资源战略规划情景 分析。
[0018] 所述区域电力综合资源战略规划模型构建，包括以下步骤： a. 构建目标函数； b. 基于区位因素确定约束条件； c. 根据区位因素确定边界条件； d. 模型构建。
[0019] 所述区域细分下的电力综合资源战略规划情景分析包括以下步骤： ① 情景边界设定； ② 资源环境约束情景设定； ③ 经济协调性情景设定； ④ 具体情景分析。
[0020] 所述目标函数为规划期内总成本f最小（考虑资金的时间价值），包括电源成本 CGen、EPP成本CEPP和排放成本CEmi : min f = CGen+CEPP+CEmi 所述基于区位因素确定约束条件，分环节来看，包括电源环节、电网环节、EPP环节、源_ 荷环节和源-网-荷环节。
[0021] 所述基于区位因素确定约束条件细分为装机规模约束、污染物排放约束、盈利约 束、跨区电力约束、跨区电量约束、规模约束、补贴约束。
[0022] 区位因素边界条件包括区域功能区划分、全区域装机类型、电力供需、能效电厂、 排放约束和电源平衡。
[0023] 所述模型，根据区位划分情况，运用代数建模系统(General Algebraic Modeling System，即GAMS)进行非线性规划，并使用来自ARKI Consulting & Development A/S的 C0N0PT非线性求解器进行问题的优化。
[0024] 所述情景边界依据对区域经济形势的发展预测，以主体功能区未来每一年的电力 需求为边界。
[0025] 所述资源环境约束情景根据主体功能区的电源装机极限和EPP推广潜力，考虑 C02、S02、氮氧化物排放影响，以社会总投入最小为目标，实现区域各类电源装机和EPP的整 体规划。
[0026] 所述经济协调性情景包括进行中长期区域电力布局的发展路径设定，保障河南区 域电力布局与区域经济的协调发展。
[0027] 所述具体情景分析包括投资情景分析、装机情景分析、发电情景分析、交换电量情 景分析、排放量情景分析。
[0028] 下面，以河南省为例进一步说明本发明。
[0029] 构建河南省综合资源战略规划模型(HNIRSP)以整个规划期的社会总投入最小为 目标函数，统筹考虑电源、EPP各环节以及区内、跨区的制约因素，通过全局优化，得到未来 各水平年各类投资和运行费用、电源装机、电网建设规模、发电量、各种污染物排放量情况， 从而得出全省最优电力布局。
[0030] ( -）目标函数的确定 目标函数为规划期内总成本f最小(考虑资金的时间价值），包括电源成本Cfen、EPP成本 CEPP和排放成本CEmi: min f = CGen+CEPP+CEmi (1) (1)电源成本CGen 包括规划期内各年投运机组的固定费用和所有机组的运行费用：
(2) 式中，表示各年考虑建设补贴的投运机组固定投资之和；为各年考虑运行补 贴的所有机组运行费用之和。
[0031] (2)能效电厂成本CEPP 包括规划期内各年新增Ε