[发明专利]一种适应电力市场化改革的电源和电网协调规划方法

摘要

本发明涉及一种适应电力市场化改革的电源和电网协调规划方法，本发明分析了电力市场化改革下，新能源大规模发展和输配电价的实施，所引起的边界条件改变。在对安全可靠性指标、电力供应指标和新能源消纳指标的量化分析的基础上，建立了适应电力市场化改革的电源和电网协调规划模型，对电网的规划设计方案从多个方面进行量化计算，从而实现对电网规划设计方案进行更加客观的比选和优化，提高电网投资的经济效益和社会效益，模型的优化结果可用于指导电网公司的决策。

主权项

1.一种适应电力市场化改革的电源和电网协调规划方法，其特征在于，基于建立的网源协调的电网规划模型及其约束条件，电网规划模型目标函数为：Maximum F＝f‑C；其中，环境效益为：新增输电线路投资建设成本为：输配电增量效益为：f1＝pI；新增变电容量投资建设成本为：CT＝Ck2PT；式中：F为总经济效益，产出效益f包括输配电增量效益f₁和环境效益f₂，成本函数C包括新增输电线路投资建设成本C_l和新增变电容量投资建设成本C_T；p为电力市场化改革下的输配电电价；I为输配电增量；为碳排放交易的年平均收盘价格；为新能源替代传统电源后的二氧化碳减排量，单位是：t；α_co2为传统火电发电机组的CO₂排放因子，单位是：t/(MW·h)；T为新能源发电的持续时间，单位是：h；G为新能源替代传统电源的发电功率，单位是：MW；K为传统电源的碳排放额度，单位是：t；，C_k1为第k类导线的单位价格，单位是：万元/千米；l_ij为节点i、j之间线路的长度；Z_ijk为规划方案中i、j之间第k类导线增加的回数，C_k2为单位变电容量的价格，单位是：万元/MW；P_T为新增变电容量(负荷增长‑分布式电源Y)，单位是：MW；规划模型的约束条件包括：新能源增长规模约束，电力电量平衡约束，电网投资额度约束，容载比约束，电压幅值偏差约束，输电线路传输容量约束和新能源利用指标约束；约束一，新能源增长规模约束为：X+Y≤Pmax约束二，电力电量平衡约束为：约束三，电网投资额度约束为：Cl≤Cmax约束四，容载比约束为：rmin≤r≤rmax约束五，电压幅值偏差约束为ΔU/U＜±5％约束六，输电线路传输容量约束Pl≤Pmax约束七，新能源利用指标约束为式中：X为集中式新能源发电接入规模，单位是：MW；Y为分布式电源接入规模，单位是：MW；P_max为按地区规划最多能接入新能源规模，单位是：MW；n代表节点，表示节点n在时段t上所有发电机组出力之和；表示所有在时段t注入节点n的线路潮流之和；代表所有在时段t的线路网损之和；表示时段t节点n的总负荷；C_l为规划方案总投资，C_max为该地区所分配到的最大投资额度；r为变电站容载比；r_min和r_max分别为该变电站对应电压等级容载比的上下限；P_l为线路上通过的有功功率，单位是：MW；P_max为线路经济输送容量上限，单位是：MW；F_w为新能源实际提供给负荷的出力数据，单位是：MW；P为风电场的可出力数据，单位是：MW；包括以下步骤：步骤1、对某待改进网架在多个典型场景下进行PSASP电气潮流计算，典型场景按水平年负荷增长不同情况设置；步骤2、以PSASP中电气潮流计算结果和数据为基础，带入模型中，以遗传算法为求解方法给出多种规划方案，即线路扩建和变电站扩容方案，用约束条件筛选出各场景下规划方案的有效解；步骤3、在模型中计算有效解的目标函数，比较同一场景下不同规划方案的目标函数，选择总经济效益最大的方案作为该种典型场景的最优规划方案。