[发明专利]低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法

摘要

本发明涉及一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，所述方法包括下列步骤：将输电网的多阶段按照时间顺序划分为相互联系的多个单阶段；对全部单阶段合并后建立输电网的二层规划模型，所述二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；采用改进遗传算法和原始‑对偶内点法的混合算法对输电网的二层规划模型求解，根据得到的结果实现多阶段输电网规划。与现有技术相比，本发明具有将能效电网与多阶段输电网规划有效结合、提高能源利用效率、减少电力建设投资以及保证系统规划的结构和投资最优化等优点。

主权项

1.一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：1)将输电网的多阶段按照时间顺序划分为相互联系的多个单阶段，2)对步骤1)中的全部单阶段合并后建立输电网的二层规划模型，所述二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型，3)采用改进遗传算法和原始‑对偶内点法的混合算法对步骤2)中建立的输电网的二层规划模型求解，根据得到的结果实现多阶段输电网规划；所述上层规划模型的目标函数为总投资成本净现值最小，约束条件包括正常运行状态下的潮流约束条件、N‑1情况下的潮流约束条件、输电线路有功潮流约束条件和输电线路约束条件；所述下层规划模型以切负荷惩罚费用最小为目标函数，约束条件包括正常运行状态下的潮流约束条件、N‑1情况下的潮流约束条件、切负荷约束条件、输电线路潮流约束条件和发电机出力约束条件；所述上层规划模型具体为：其中，m(t)为从第1阶段到第t阶段为止包含的总年份数，为第t阶段发电机组运行成本，C_fuel为单位发电运行成本，为第t阶段发电机组产生的环境成本，S_E为能效电厂的建设费用，t为当前阶段，T为阶段总数，r为贴现率，Ω为节点的集合，g(i)为第i阶段包含的年数，为第t阶段节点i到j的输电线路单位投资费用，L_ij为节点i到j的输电线路长度，为第t阶段节点i到j之间新建输电线路回路数，为第t阶段节点i到j之间新建输电线路回路数上限，f^t为第t阶段下层规划模型产生的切负荷惩罚费用，N_G为发电机组的集合，为第t阶段第k台发电机组的出力，为第t阶段最大负荷利用小时数，N_W为污染气体的集合，C_Wi为第i种污染气体的环境成本，H_i为单位发电量的第i种污染气体排放量，C_E为能效电厂的单位投资成本，N_E为能效电厂的集合，P_Ej为第j个能效电厂的容量，为第t阶段系统节点导纳矩阵，θ^t为第t阶段节点相角列向量，为第t阶段节点i到节点j之间输电线路上的总潮流，为第t阶段节点i到节点j之间原有的输电线路回路数，为第t阶段节点i到节点j之间单条回路容量上限，x_ij为输电线路阻抗，为第t阶段的发电机组发电量，为第t阶段的能效电厂发电量，为第t阶段的负荷量，为第t阶段正常运行状态下的切负荷量，为第t阶段运行状态下任一条输电线路退出运行时的切负荷量，公式中上标有∧符号的代表N‑1情况下的网络参数及对应的潮流，F为总投资成本净现值。