[发明专利]基于自然灾害风险的输电系统多场景规划方法

摘要

本发明提供一种基于自然灾害风险的输电系统多场景规划方法。通过综合考虑投资与运行经济性、常规运行情况下的系统可靠性和发生自然灾害情况下的系统风险等因素，发展了输电系统规划的混合整数非线性规划模型。构建了计及风电与负荷波动以及发生自然灾害情形下的两类场景集——“常规场景集”和“灾害场景集”，分别用于对候选规划方案进行安全校验和风险评估。之后，在分层优化架构下采用粒子群优化算法求解所构造的优化模型。

主权项

一种基于自然灾害风险的输电系统多场景规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，针对电力系统在常规运行情况下的系统可靠性和发生自然灾害情况下的系统风险，考虑下述多种不确定性因素：1)间歇性能源发电如风电的发电出力波动、负荷的随机波动、元件随机停运等因素；2)严重自然灾害可能导致的多个元件停运；S2，将输电系统规划需要考虑的不确定性场景分为两类：1)计及风电出力和负荷波动的常规运行不确定场景集，简称为“常规场景集”；2)考虑自然灾害因素影响的预想事故场景集，简称为“灾害场景集”；S3，在常规场景集中考虑风电出力波动和负荷波动，以及N‑1预想事故，采用蒙特卡洛仿真对风电出力和节点负荷概率分布进行抽样可得到常规不确定性场景，之后采用同步回代消除法对场景进行削减；S4，在灾害场景集中考虑部分影响较大的多重预想事故，采用“按场景概率排序和抽样”的思路选取典型故障场景集，对故障场景进行筛选和削减，以在大幅减少场景数的同时仍能充分衡量候选输电规划方案在故障场景集合下的风险；S5，综合衡量规划方案的经济性、可靠性、对不确定条件下的适应性和失负荷风险，构建输电系统规划模型；S6，对输电系统规划模型这一混合整数非线性规划问题采用了两层优化方法进行简化求解；第一层以线路初始建设成本和常规场景集下系统切负荷与弃风电量的惩罚期望值为目标函数，考虑N‑1准则和常规场景集，采用粒子群算法得到多个满足N‑1预想事故校验和常规场景集要求的基本候选规划方案；第二层以线路加强成本和故障场景下系统切负荷损失风险最小为目标函数，对基本候选规划方案在预想事故场景下进行校验，得到对应每一个基本候选规划方案的最优加强方案及相应系统失负荷风险值；最后综合衡量各方案的总投资成本及两类场景集下的弃风惩罚值和失负荷损失，得到兼顾经济性、可靠性和系统灾害风险的综合较优方案。