[发明专利]一种适应低碳电源发展的电网规划方法

说明书

本发明公开了一种适应低碳电源发展的电网规划方法，包括以下步骤：构建适应低碳电源发展的电网规划模型；确定电网规划模型的目标函数为最小化电网投资成本与运行成本；生成适应低碳电源发展的电网规划模型的约束条件；采用约束成本变量法对电网规划模型进行线性化求解。能够综合考虑系统碳排放成本和经济效益，在低碳背景下充分考虑电网侧的碳减排潜力，为低碳背景下的电网规划决策提供新的思路。

技术领域

本发明涉及电网规划和运行领域，尤其是一种适应低碳电源发展的电网规划方法。

背景技术

电力工业具有显著的碳锁定效应，要求在规划层面兼顾系统的经济性与碳减排效益。电网是电力传输与管理的载体，承担着合理优化配置发电资源与用电需求的重要功能。合理的电网结构不仅能降低电网运行能耗，间接减少发电侧碳排放，还能促进间歇性可再生能源的消纳，降低发电侧综合碳排放强度。实施面向低碳目标的电力规划可以缓解碳锁定效应，有效促进电力行业的低碳化发展。

目前常见的电网规划方法，并没有建立传统可灵活调节电源与间歇性电源协调优化运行的分析模型，缺乏低碳电源接入对电网影响的相关分析，低碳电源与电网规划之间出现脱节，不能最大化实现电力系统的低碳效益。

发明内容

为解决上述发明问题，本发明的目的是提供一种适应低碳电源发展的电网规划方法，为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种适应低碳电源发展的电网规划方法，包括以下步骤：

构建适应低碳电源发展的电网规划模型；

确定电网规划模型的目标函数为最小化电网投资成本与运行成本；

生成适应低碳电源发展的电网规划模型的约束条件；

采用约束成本变量法对电网规划模型进行线性化求解。

进一步地，所述构建适应低碳电源发展的电网规划模型，具体包括：

在目标规划年限内，根据负荷预测结果及由新能源的小时级出力预测结果，计算出每年365个净负荷场景库；

基于K-means方法进行场景削减，得到每个规划年份的S个典型场景及其对应的概率p_s；

分别对S个典型场景进行电力电量平衡模拟。

进一步地，所述分别对S个典型场景进行电力电量平衡模拟，具体包括：

添加系统运行约束，实现电力平衡模拟；

根据不同场景的机组优化出力安排，考虑不同场景的年电量贡献概率，计算机组的年利用小时数、系统的年发电运行成本指标，场景的年电量贡献概率η_s用于矫正年负荷电量的偏差，其计算公式如下：

式中：表示预测的第d天第t时段的负荷；表示第s个场景的第t时段的负荷。

进一步地，所述目标函数具体为

式中：Y表示规划考虑时间长度；S_y表示第y年的场景数；η_s,y表示场景s第y年电量贡献率；为碳排放价格；

目标函数式包括投资成本和系统运行成本，所述投资成本包括规划期内线路的投资成本及全生命周期碳排放成本；所述系统运行成本包括不同类型机组的发电成本、碳排放成本，和，弃风惩罚成本、切负荷成本；