[发明专利]一种适应全清洁能源电力系统的电网规划方法

权利要求书

1.一种适应全清洁能源电力系统的电网规划方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)规划某一年时，获取前一年全清洁能源电力系统中的电源结构和网架规划结果，将网架规划结果通过导纳矩阵自修复公式得到前一年网架规划结果的导纳矩阵，将所述导纳矩阵作为规划年度的初始值，根据前一年的电源结构和导纳矩阵建立规划-运行协同优化模型，所述规划-运行协同优化模型为：

其中，d^Ty表示系统规划问题，c^Tx表示系统运行问题，y代表规划决策变量，所述规划决策变量包括电源建设决策、电网新建决策或扩容决策、储能建设决策；d为相应的单位建设和扩容费用；x代表运行变量，所述运行变量包括火、水、风、光、储的各时间段出力大小；c为相应机组单位发电成本；Dy≥b为规划决策变量的约束，包括各资源容量约束、线路扩容约束和火电退出约束，D为第一系数矩阵和b为第一系数向量；Ex+Fy≥h表示运行约束，所述运行约束包括功率平衡约束、机组出力约束、线路潮流约束、机组启停约束，E为第二系数矩阵、F为第三系数矩阵，h为第二系数向量；

(2)利用Benders分解法将步骤(1)中建立的规划-运行协同优化模型分解为双层规划问题，所述双层规划问题分为上层的系统规划主问题和下层的系统运行子问题；利用启发式算法预先确定系统运行问题中的机组组合方案，然后迭代求解系统规划主问题和系统运行子问题，若问题有解，即可获得规划的风光机组投建、储能定址定容、线路扩建扩容方案和运行的机组出力情况、线路潮流分布和储能运行状况；

所述系统规划主问题为：

其中，Z_lower代表规划-运行协同优化模型的下界值；

所述系统运行子问题为：

其中，y^*为系统规划问题某一次迭代的最优解。

2.根据权利要求1所述适应全清洁能源电力系统的电网规划方法，其特征在于，所述电源结构包括火电、水电、风电、光伏发电机组的容量和位置，所述网架规划结果包括电网母线之间的连接关系及线路的导纳参数。

3.根据权利要求1所述适应全清洁能源电力系统的电网规划方法，其特征在于，所述导纳矩阵自修复公式为：

其中，Y_i代表了第i年全清洁能源电力系统的导纳矩阵，Y_B,i-1代表第i-1年全清洁能源电力系统支路导纳组成的对角矩阵，Y_B,0代表初始年支路导纳组成的对角矩阵，x_i为线路新建或扩建决策变量数组，y₀为扩建线路单位导纳组成的对角矩阵，A为节点支路关联矩阵。

4.根据权利要求1所述适应全清洁能源电力系统的电网规划方法，其特征在于，所述火电退出约束为：

其中，T代表总的规划年数量；NG为火电机组个数。

5.根据权利要求1所述适应全清洁能源电力系统的电网规划方法，其特征在于，所述启发式算法的具体步骤为：

(a)初始化机组组合种群，得到若干组随机给定机组组合方式，计算每一种组合方式的经济调度成本，按照经济调度成本由低到高将机组组合进行排序，选择机组组合前20％-30％的组合；

(b)将步骤(a)选择机组组合前20％-30％的组合进行相互交叉繁殖，得到新的机组组合方式群体，重新计算其经济调度成本；

(c)判断步骤(b)得到的经济调度成本是否满足期望值或最大迭代次数，如果满足，则停止迭代，得到所需机组组合方式；如果不满足，则返回步骤(b)，重新进行相互交叉繁衍。