一种输电和储能系统协调投资方法及系统与流程

本技术涉及输电网扩展规划的，特别是涉及一种输电和储能系统协调投资方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、为了提高电力网络的输电能力，满足日益增长的负荷需求和发电机组的并网需求，输电扩展规划显得尤为重要，输电扩建或储能规划这一类中期规划问题受到长期和短期不确定性的困扰，而长期不确定性包括目标年的可用发电量和未来的峰值负荷需求水平，短期不确定性与各种日常运行场景有关，包括可再生能源的随机发电和一天内负荷需求的可变性。一方面，长期的不确定性可能导致长期可靠性目标和新设施投资的高风险；另一方面，在短期运行框架内，日负荷需求和可再生电力生产在统计上是相关的。

2、解决电力系统长期和短期不确定性的两种传统规划方法是随机规划和大型系统，当采用随机规划时，需要大量的场景来确保所涉及的不确定性的准确表征；如果考虑大型系统，可能会导致计算困难。

3、传统规划方法中，针对输电网和储能系统的扩展规划方式所考虑的不确定性大多是通过置信区间来表示的，没有区分输电网和储能系统的扩展规划方式长期和短期的不确定性，导致针对输电网和储能系统的扩展规划方式的风险较高。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够考虑输电网和储能系统的扩展规划方式长期和短期的不确定性的输电和储能系统协调投资方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种输电和储能系统协调投资方法。方法包括：

3、获取输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数；

4、基于所述输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数构建鲁棒模型；

5、基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

6、在其中一个实施例中，所述约束条件包括第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件，其特征在于，所述基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小包括：

7、所述第一约束条件包括：

8、获取新建输电网线路参数；

9、根据新建输电网线路参数计算新建输电网年化投资成本；

10、控制新建输电网年化投资成本不大于预设的新建输电网年化投资预算；

11、获取新建储能系统参数；

12、根据新建储能系统参数计算新建储能系统年化投资成本；

13、控制新建储能系统年化投资成本不大于预设的新建储能系统年化投资预算；

14、基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

15、在其中一个实施例中，所述基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小包括：

16、所述第二约束条件包括：

17、获取随机风电机组的年最小发电量、未来可用发电量和预期发电量；

18、控制随机风电机组的年最小发电量不大于未来可用发电量；

19、控制随机风电机组的未来可用发电量不大于预期发电量；

20、计算随机风电机组的年最小发电量与未来可用发电量之间的第一差值并将所述第一差值设置为第一风电差值；

21、计算随机风电机组的未来可用发电量与预期发电量之间的第二差值并将所述第二差值设置为第二风电差值；

22、计算所有风电机组的第一风电差值与第二风电差值之间的比值之和并将所述和值设置为不大于预设的随机风电机组的不确定性预算；

23、获取常规机组的年最小发电量、未来可用发电量和预期发电量；

24、控制常规机组的年最小发电量不大于未来可用发电量；

25、控制常规机组的未来可用发电量不大于预期发电量；

26、计算常规机组的年最小发电量与未来可用发电量之间的第一差值并将所述第一差值设置为第一常规差值；

27、计算常规机组的未来可用发电量与预期发电量之间的第二差值并将所述第二差值设置为第二常规差值；

28、计算所有常规机组的第一常规差值与第二常规差值之间的比值之和并将所述和值设置为不大于预设的常规机组的不确定性预算；

29、获取负荷需求的预期负荷峰值、未来负荷峰值和负荷峰值上限；

30、控制负荷需求的预期负荷峰值不大于未来负荷峰值；

31、控制负荷需求的未来负荷峰值不大于负荷峰值上限；

32、计算负荷需求的预期负荷峰值与未来负荷峰值之间的第一差值并将所述第一差值设置为第一负荷差值；

33、计算负荷需求的未来负荷峰值与负荷峰值上限之间的第二差值并将所述第二差值设置为第二负荷差值；

34、计算所有风电机组的第一负荷差值与第二负荷差值之间的比值之和并将所述和值设置为不大于预设的负荷需求的不确定性预算；

35、基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

36、在其中一个实施例中，所述基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小包括：

37、所述第三约束条件包括：

38、基于鲁棒模型构建功率平衡方程和线性化的直流潮流方程；

39、控制输电线路潮流的上下限；

40、控制随机风电机组和常规机组的生产水平位于预设的可用容量内；

41、控制无用能量和电压角的范围；

42、定义参考母线；

43、控制储能系统的操作关系；

44、控制储能系统的储能水平和充放电功率；

45、基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

46、在其中一个实施例中，根据鲁棒模型、第一约束条件、第二约束条件和第三约束条件重新定义成本目标函数并将重新定义的成本目标函数设置为紧凑型成本函数；

47、根据原始benders分解框架重新定义子问题和主问题；

48、通过切割平面算法计算所述子问题。

49、在其中一个实施例中，根据所述切割平面算法计算所述子问题；

50、根据所述子问题重新将紧凑型成本函数定位为双层问题；

51、根据子问题获取双层问题中的最坏实现；

52、获取紧凑型成本函数的上界和下界；

53、通过迭代算法对紧凑型成本函数的上界和下界进行更新直至紧凑型成本函数的上界和下界之间的公差位于预设的给定公差内。

54、第二方面，本技术还提供了一种输电和储能系统协调投资装置。装置包括：

55、投资参数获取模块，用于获取输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数；

56、鲁棒模型构建模块，用于基于所述输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数构建鲁棒模型；

57、鲁棒模型约束模块，用于基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

58、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现以下步骤：

59、获取输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数；

60、基于所述输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数构建鲁棒模型；

61、基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

62、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

63、获取输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数；

64、基于所述输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数构建鲁棒模型；

65、基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

66、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

67、获取输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数；

68、基于所述输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数构建鲁棒模型；

69、基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。

70、上述输电和储能系统协调投资方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，获取输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数；基于所述输电网线路参数、可再生能源参数和储能系统参数构建鲁棒模型；基于鲁棒模型构建成本目标函数并构建约束条件使得成本目标函数最小。本技术采用上述方法，提出了一个三级自适应鲁棒方法，用于解决长期和短期不确定性的输电和储能系统的协调投资问题；同时分析了输电网和储能系统投资之间的平衡，中等的不确定性水平通常会导致输电线路的投资增加，但在更极端的条件下，对储能单元的投资通常会变得更有吸引力。