点的切负荷量小于等于节点负荷;式(8)表示可再生能源 功率小于其可用功率;式(9)表示可再生能源的未利用量小于等于其可利用量。通过求解问 题LMPC，可以得到式(1)所对应的对偶系数，也就是节点边际成本
[0050] 2)检查潮流过载通道
[0051] 如附图1所示，首先初始化候选线路集CL为空集，然后采用LMPC模型，计算最优潮 流。在得到潮流结果之后，检查每一条线路的潮流是否达到额定容量;如果达到额定容量， 说明该条线路是过载线路。对于阻塞线路，则将其增加到候选线路CL中。将候选线路加入到 线路列表中，重新计算LMPC，再一次检查是否存在过载线路;如果仍然存在，则继续增加对 应过载线路到CL中，直到最优潮流计算结果中，不存在过载线路。
[0052] 3)N_k安全约束校验
[0053] 在完成潮流过载通道检查之后，进行N-k安全校验，如附图2所示。在每次检查过程 中，线路包括现有线路，以及候选线路集CL中的线路。首先初始化所需要考虑的N-k安全校 验事故集合。对于每一个事故，计算在该事故下的最小甩负荷量;如果该甩负荷量不满足要 求，则将该事故对应的线路添加到候选线路集CL中。在检查完所有事故之后，根据现有线路 和更新之后的CL，重新形成N-k安全事故集，然后再次检查每个事故是否满足要求，如果仍 然满足不了要求，则继续添加对应事故线路到候选线路集CL中。如果所有事故都能被满足， 则该步骤停止。
[0054] 4)增加节点边际成本"差异大"通道
[0055]将候选线路集CL中所涉及的节点设为阻塞节点，将所有阻塞节点形成的集合设为 C〇
[0056]对于每一个阻塞节点i，计算该节点与其他节点之间的如下指标：
[0058]其中inVlj是在节点i和j之间建设线路所需要的总投资费用。不难发现，越大， 其对应的通道具有投资价值越高。将按照从大到小排列，然后取前面Μ个值所对应的 线路，如果取得的线路不在候选线路集中，则将其加入到候选线路集CL中。Μ值越大，则候选 集的完备性就越高，然而候选集的规模也会随之增大。所以需要合理选择Μ值，以平衡候选 集的完备性和规模。对于每一个阻塞节点，都进行如上的计算和选取对应的候选线路，将其 加入到CL中。
[0059] 5)检查其他通道
[0060] 对于每一个阻塞节点i，在上一个步骤中，选择与i相连的Μ个线路作为候选线路。 然而其余与i节点相连的线路也有可能是好的候选线路。在此步骤，将决定是否把与阻塞节 点i相连的其余线路加入到候选线路集中。对于每一个阻塞节点i，将采取如下步骤：
[0061] ?将该阻塞节点i与电网中其他节点进行相连(如果在现有线路和CL中，该阻塞节 点与某个节点没有相连的话），形成一个临时的线路集合RC。
[0062] 籲将CL和RC都看做候选线路，然后形成电网静态规划问题的数学模型如下，记为 TEPP：
[0071] ^p.w<pw<pw Vw (18:)
[0072] 0 < /λ, < pu, Vw .(.19}
[0073] 0 < -v, < 1 VcJ e ￡, u E? (20)
[0074] 式中inve为线路e的年投资成本，具体计算方法为
[0075] inve = Ce · r(l+r)y/((l+r)y-l)，其中Ce为线路e的总投资成本，r为通胀率，y为线 路成本回收年限。EiS在步骤2)至步骤4)中确定的候选线路集合CL;E 2为步骤5)中需要检查 的剩余线路集合此。心为线路决策变量，为了减少计算时间，将其设为0到1上的连续变量。 [0076]求解该连续化后的TEPP问题。如果RC中，某条线路所对应的xe值大于设定的限值 ε，则认为该条线路被选作规划线路，将其作为候选线路加入到候选线路集中。
[0077]最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所 属领域的普通技术人员参照上述实施例依然可以对本发明的【具体实施方式】进行修改或者 等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发 明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1. 一种自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于:包括W下步骤 1) :在现有电网结构下，采用拟规划年份的负荷和发电，建立数学模型LMPC，计算节点 边际成本； 2) :检查潮流过载通道，初始化候选线路集化为空集，然后采用LMPC模型，计算最优潮 流； 3) :在完成潮流过载通道检查之后，进行N-k安全校验； 4) :增加节点边际成本"差异大"通道，将候选线路集化中所设及的节点设为阻塞节点， 将所有阻塞节点形成的集合设为C; 5) :检查其他通道，来决定是否把与阻塞节点相连的其余线路加入到候选线路集中。2. 根据权利要求1所述的自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于:步骤1)中 所述的数学模型LMPC为：上述模型中设及变量对应含义为:Cg为第g台发电机的发电成本;pg为第g台发电机的功 率;ClDlp为甩负荷费用;q功每个节点甩负荷量;Cres为可再生能源未利用惩罚费用;U为第W 个可再生能源的未利用量;G为发电机集合;B为节点集合;W为可再生能源集合;Gi为节点i 上的发电机集合;Eo为现有线路集合;E. i为末端为节点i的线路集合;Ei.为始端为节点i的 线路集合;Wi为在节点i的可再生能源发电集合;Pw为第W个可再生能源的功率;Di为节点i上 的负荷;fe为线路e的功率也为线路e的电抗;ie、je分别为线路e的始端和末端；??,、0,分别 为线路e始端和末端节点的相角；/。:为线路e的额定容量；馬为发电机g的发电容量；抗为 可再生能源W的可用发电容量;σ为可再生能源的利用率;ξι为式（1)对应的对偶系数，也就 是节点i的边际成本;该最优潮流的目标函数如式（1)所示，最小化发电成本、甩负荷成本和 可再生能源未利用量惩罚成本之和;式(2)表示每个节点的能量平衡;式(3)表示线路必须 满足霍夫定律;式(4)表示线路功率需在额定容量之内；式(5)表示发电机功率必须小于最 大发电容量;式(6)表示可再生能源的利用量需大于给定比例;式(7)表示每个节点的切负 荷量小于等于节点负荷;式(8)表示可再生能源功率小于其可用功率;式(9)表示可再生能 源的未利用量小于等于其可利用量。3. 根据权利要求1所述的自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于:步骤2)进 一步包括:在得到潮流结果之后，检查每一条线路的潮流是否达到额定容量;如果达到额定 容量，说明该条线路是过载线路;对于阻塞线路，则将其增加到候选线路化中；将候选线路 加入到线路列表中，重新计算LMPC，再一次检查是否存在过载线路;如果仍然存在，则继续 增加对应过载线路到化中，直到最优潮流计算结果中，不存在过载线路。4. 根据权利要求1所述的自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于:步骤3)进 一步包括:在每次检查过程中，线路包括现有线路，W及候选线路集化中的线路。首先初始 化所需要考虑的N-k安全校验事故集合。对于每一个事故，计算在该事故下的最小甩负荷 量;如果该甩负荷量不满足要求，则将该事故对应的线路添加到候选线路集化中。在检查完 所有事故之后，根据现有线路和更新之后的化，重新形成N-k安全事故集，然后再次检查每 个事故是否满足要求，如果仍然满足不了要求，则继续添加对应事故线路到候选线路集化 中。如果所有事故都能被满足，则该步骤停止。5. 根据权利要求1所述的自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于:步骤4)进 一步包括:对于每一个阻塞节点i，计算该节点与其他节点之间的公式所示指标;所述公式 対其中invu是在节点i和j之间建设线路所需要的总投资费 用；ξι石分别为节点i、j的边际成本;并将KU按照从大到小排列，然后取前面1个1〇。值所对 应的线路，如果取得的线路不在候选线路集中，则将其加入到候选线路集化中。6. 根据权利要求1所述的自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于:步骤5)进 一步包括： 对于每一个阻塞节点，将该阻塞节点i与电网中其他节点进行相连，形成一个临时的线 路集合RC;将化和RC都看做候选线路，求解TEPP模型;求解该连续化后的TEPP模型；如果RC 中，某条线路所对应的xe值大于设定的限值ε，则认为该条线路被选作规划线路，将其作为 候选线路加入到候选线路集中。7. 根据权利要求6所述的自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于：所述的 ΤΕΡΡ模型为电网静态规划数学模型。8. 根据权利要求7所述的自动产生电网规划候选线路集的方法，其特征在于:求解所述 的电网静态规划数学模型采用线性连续化方法，使得线路决策0-1整数变量变为0到1上的 连续变量。
【专利摘要】本发明提出了一种自动产生电网规划候选线路集的方法。包括以下步骤：1)计算节点边际成本；2)检查潮流过载通道；3)N-k安全约束校验；4)增加节点边际成本“差异大”通道；5)检查其他通道。本发明的自动产生电网规划候选线路集的方法综合考虑对现有通道的扩建以及建设新的通道，自动产生能够满足电网规划需求的候选线路集，能够适应大规模可再生能源接入下的电网规划，通过定义电网中的阻塞节点，大大缩减候选线路选择的范围，同时保持候选集的完备性，通过求解电网静态规划模型，进一步提升候选集的完备性；采用线性连续化方法，大大缩减求解所需时间。
【IPC分类】G06Q50/06, G06Q10/06
【公开号】CN105550796
【申请号】CN201510883524
【发明人】曾平良, 周勤勇, 吴志, 杨京齐, 张小平, 代倩
【申请人】中国电力科学研究院, 国家电网公司, 江苏省电力公司, 伯明翰大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月4日