本發(fā)明涉及電網(wǎng)評(píng)價(jià)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種改進(jìn)的參考電網(wǎng)評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

電網(wǎng)在發(fā)電與負(fù)荷平衡過(guò)程中起著重要的支撐作用。該平衡的能力和裕度與電網(wǎng)特性有關(guān)。如何對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)和量化以指導(dǎo)電網(wǎng)規(guī)劃具有重要意義。

參考電網(wǎng)提供了一套能夠?qū)ΜF(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行客觀評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)對(duì)對(duì)參考網(wǎng)絡(luò)的最優(yōu)投資成本和最優(yōu)阻塞成本進(jìn)行量化，可將其與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的投資和阻塞成本進(jìn)行比較。通過(guò)比較參考網(wǎng)絡(luò)單條線路的容量和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的單條線路容量，可以明確輸電系統(tǒng)所需要的新投資。當(dāng)然，該方法也可以用于確定現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)中存在的擱淺投資數(shù)量。另外，它還可以用來(lái)比較最優(yōu)運(yùn)行成本和實(shí)際運(yùn)行成本。但需看到，參考電網(wǎng)評(píng)價(jià)并無(wú)涉及現(xiàn)狀電網(wǎng)情況，直接將其用于電網(wǎng)規(guī)劃投資決策欠妥，對(duì)此，要做的就是考慮現(xiàn)狀電網(wǎng)情況下，基于電力需求預(yù)測(cè)，預(yù)演電網(wǎng)發(fā)展規(guī)律，前瞻性地把握電網(wǎng)運(yùn)行情況，超前預(yù)判電網(wǎng)在未來(lái)時(shí)間窗內(nèi)負(fù)荷水平下的適應(yīng)性，為診斷電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)指明方向，為電網(wǎng)規(guī)劃決策提供科學(xué)依據(jù)。

參考網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)科學(xué)精準(zhǔn)投資的重要手段，其不限于對(duì)某一條或多條新建線路進(jìn)行優(yōu)化，它的優(yōu)化目標(biāo)是整個(gè)輸電系統(tǒng)，包括全部新建線路和已有線路，為電網(wǎng)資源的科學(xué)合理配置提供輔助決策支撐。專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01510333979.9的中國(guó)專(zhuān)利：“用于電力系統(tǒng)評(píng)估與漸進(jìn)規(guī)劃的參考電網(wǎng)模型及求解方法”，公開(kāi)了一種用于電力系統(tǒng)評(píng)估與漸進(jìn)規(guī)劃的參考電網(wǎng)模型及求解方法，其焦點(diǎn)在于基于直流潮流形式的大規(guī)模系統(tǒng)優(yōu)化潮流問(wèn)題的求解，但其并無(wú)考慮現(xiàn)狀電網(wǎng)情況，難以明確電網(wǎng)規(guī)劃的投資方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種改進(jìn)的參考電網(wǎng)評(píng)價(jià)方法，能夠考慮現(xiàn)狀電網(wǎng)實(shí)際情況，又能考慮電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行方式優(yōu)化以及事故情況下的電網(wǎng)拓?fù)湫Ｕ刂魄闆r，提高規(guī)劃決策的精準(zhǔn)性，避免冗余投資，適應(yīng)于電網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)業(yè)規(guī)劃決策。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種改進(jìn)的參考電網(wǎng)評(píng)價(jià)方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)給定現(xiàn)狀電網(wǎng)參數(shù)，前瞻時(shí)間尺度內(nèi)各時(shí)段負(fù)荷預(yù)測(cè)值，以及規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)候選支路方案；

(2)進(jìn)行優(yōu)化模型的構(gòu)建，優(yōu)化模型以最小化年發(fā)電成本和年輸電成本之為目標(biāo)并包括多個(gè)約束；

(3)對(duì)優(yōu)化模型中混合整數(shù)非線性約束式進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，并采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到最終的輸電線路容量值。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，優(yōu)化模型中目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為：

式中，nt為劃分的負(fù)荷時(shí)段集合；ng為發(fā)電機(jī)集合；nl為輸電支路集合；為常規(guī)機(jī)組g在時(shí)段t輸出有功功率；cg為發(fā)電機(jī)組g的線性成本系數(shù)；δτt為負(fù)荷時(shí)段t的持續(xù)時(shí)間；cl為線路l的年投資成本；ll為線路l的長(zhǎng)度；tl為線路l的傳輸容量。

進(jìn)一步地，所述步驟(2)中，優(yōu)化模型中多個(gè)約束具體包括以下七個(gè)約束：

1)節(jié)點(diǎn)功率平衡約束

其中，nb為節(jié)點(diǎn)集合；為負(fù)荷時(shí)段t支路l的傳輸有功功率，其首末節(jié)點(diǎn)分別為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j；ns,i和ne,i分別為以節(jié)點(diǎn)i為首、末端節(jié)點(diǎn)的傳輸支路集合；ng,i和nd,i分別表示節(jié)點(diǎn)i上的發(fā)電機(jī)集合和負(fù)荷集合；

2)發(fā)電機(jī)組有功功率上下限約束

其中，和分別為發(fā)電機(jī)組g有功功率上下限；

3)輸電支路傳輸容量約束

其中，nl為輸電支路集合；bl為輸電支路l電納；為負(fù)荷時(shí)段t節(jié)點(diǎn)i電壓相角；為負(fù)荷時(shí)段t支路l的運(yùn)行狀態(tài)，其為二進(jìn)制變量，表示負(fù)荷時(shí)段t支路l處于運(yùn)行狀態(tài)，表示負(fù)荷時(shí)段t支路l處于停運(yùn)狀態(tài)；

5)n-1預(yù)想事故情況下節(jié)點(diǎn)功率平衡約束：

ns為預(yù)想事件集合；上標(biāo)(s)標(biāo)記事故運(yùn)行狀態(tài)s，下同；

6)n-1預(yù)想事故情況下發(fā)電機(jī)組有功功率上下限約束：

其中，為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t發(fā)電機(jī)組g再調(diào)度的有功功率；

7)n-1預(yù)想事故情況下輸電支路傳輸容量約束：

其中，為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t候選支路l的運(yùn)行狀態(tài)，表示預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t候選支路l處于運(yùn)行狀態(tài)，表示預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t候選支路l處于事故停運(yùn)狀態(tài)；為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t支路l的有功功率；為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t節(jié)點(diǎn)i的電壓相角。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)對(duì)優(yōu)化模型中混合整數(shù)非線性約束式進(jìn)行處理是指通過(guò)引入輔助變量將其轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)規(guī)劃模型求解，具體如下：

對(duì)于式(4)含有整數(shù)變量和連續(xù)變量乘積形式的等式約束，可通過(guò)引入一個(gè)非常大的常數(shù)將其轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性約束形式，即

其中，m為一個(gè)非常大的數(shù)，表示支路兩端電壓相角差的最大值，由于m非常大，則當(dāng)時(shí)，自動(dòng)滿足而當(dāng)時(shí)，支路功率跟其兩端節(jié)點(diǎn)電壓相角之間并無(wú)構(gòu)成約束關(guān)系。類(lèi)似地，式(9)可轉(zhuǎn)換為

對(duì)于式(5)含有整數(shù)變量和連續(xù)變量乘積形式的不等式約束，通過(guò)引入一輔助變量將其轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)非線性約束形式，即

其中，輔助變量和均為連續(xù)變量；由此，當(dāng)則當(dāng)時(shí)，自動(dòng)滿足而當(dāng)時(shí)，將迫使pl^max＝0，因此其與式(5)等價(jià)；類(lèi)似地，式(10)可轉(zhuǎn)換為

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明可用于現(xiàn)狀電網(wǎng)在前瞻時(shí)間尺度內(nèi)負(fù)荷水平下的適應(yīng)性評(píng)估明確現(xiàn)狀電網(wǎng)薄弱環(huán)節(jié)，明確投資重點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)科學(xué)精準(zhǔn)投資的重要手段；能夠考慮現(xiàn)狀電網(wǎng)實(shí)際情況，又能考慮電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行方式優(yōu)化以及事故情況下的電網(wǎng)拓?fù)湫Ｕ刂瓢踩L(fēng)電、負(fù)荷功率的波動(dòng)情況用于電網(wǎng)規(guī)劃方案優(yōu)選，提高規(guī)劃決策的精準(zhǔn)性，避免冗余投資，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展專(zhuān)業(yè)精益化管理。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

如圖1所示，一種改進(jìn)的參考電網(wǎng)評(píng)價(jià)方法，其具體包括如下三個(gè)步驟：

(1)給定現(xiàn)狀電網(wǎng)參數(shù)，前瞻時(shí)間尺度內(nèi)各時(shí)段負(fù)荷預(yù)測(cè)值，以及規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)候選支路方案；

(2)進(jìn)行優(yōu)化模型的構(gòu)建，優(yōu)化模型以最小化年發(fā)電成本和年輸電成本之為目標(biāo)并包括多個(gè)約束；

優(yōu)化模型中目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式為：

式中，nt為劃分的負(fù)荷時(shí)段集合；ng為發(fā)電機(jī)集合；nl為輸電支路集合；為常規(guī)機(jī)組g在時(shí)段t輸出有功功率；cg為發(fā)電機(jī)組g的線性成本系數(shù)；δτt為負(fù)荷時(shí)段t的持續(xù)時(shí)間；cl為線路l的年投資成本；ll為線路l的長(zhǎng)度；tl為線路l的傳輸容量。

優(yōu)化模型中多個(gè)約束具體包括以下約束：

1)節(jié)點(diǎn)功率平衡約束

其中，nb為發(fā)電機(jī)集合；為節(jié)點(diǎn)集合；為負(fù)荷時(shí)段t支路l的傳輸有功功率，其首末節(jié)點(diǎn)分別為節(jié)點(diǎn)i和節(jié)點(diǎn)j；ns,i和ne,i分別為以節(jié)點(diǎn)i為首、末端節(jié)點(diǎn)的傳輸支路集合；ng,i和nd,i分別表示節(jié)點(diǎn)i上的發(fā)電機(jī)集合和負(fù)荷集合。

2)發(fā)電機(jī)組有功功率上下限約束

其中，和分別為發(fā)電機(jī)組g有功功率上下限。

3)輸電支路傳輸容量約束

其中，nl為發(fā)電機(jī)集合；bl為輸電支路l電納；為負(fù)荷時(shí)段t節(jié)點(diǎn)i電壓相角；為負(fù)荷時(shí)段t支路l的運(yùn)行狀態(tài)，其為二進(jìn)制變量，表示負(fù)荷時(shí)段t支路l處于運(yùn)行狀態(tài)，表示負(fù)荷時(shí)段t支路l處于停運(yùn)狀態(tài)。

5)n-1預(yù)想事故情況下節(jié)點(diǎn)功率平衡約束：

ns為預(yù)想事件集合；上標(biāo)(s)標(biāo)記事故運(yùn)行狀態(tài)s，下同。

6)n-1預(yù)想事故情況下發(fā)電機(jī)組有功功率上下限約束：

其中，為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t發(fā)電機(jī)組g再調(diào)度的有功功率。

7)n-1預(yù)想事故情況下輸電支路傳輸容量約束：

其中，為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t候選支路l的運(yùn)行狀態(tài)，表示預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t候選支路l處于運(yùn)行狀態(tài)，表示預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t候選支路l處于事故停運(yùn)狀態(tài)；為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t支路l的有功功率；為預(yù)想事故s下負(fù)荷時(shí)段t節(jié)點(diǎn)i的電壓相角。

(3)對(duì)優(yōu)化模型中混合整數(shù)非線性約束式進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性規(guī)劃模型，并采用混合整數(shù)線性規(guī)劃法對(duì)優(yōu)化模型進(jìn)行求解，得到最終的輸電線路容量值。

對(duì)優(yōu)化模型中混合整數(shù)非線性約束式進(jìn)行處理是指通過(guò)引入輔助變量將其轉(zhuǎn)化為混合整數(shù)規(guī)劃模型求解，具體如下：

對(duì)于式(4)含有整數(shù)變量和連續(xù)變量乘積形式的等式約束，可通過(guò)引入一個(gè)非常大的常數(shù)將其轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)線性約束形式，即

其中，m為一個(gè)非常大的數(shù)，表示支路兩端電壓相角差的最大值，由于m非常大，則當(dāng)時(shí)，自動(dòng)滿足而當(dāng)時(shí)，支路功率跟其兩端節(jié)點(diǎn)電壓相角之間并無(wú)構(gòu)成約束關(guān)系。類(lèi)似地，式(9)可轉(zhuǎn)換為

對(duì)于式(5)含有整數(shù)變量和連續(xù)變量乘積形式的不等式約束，通過(guò)引入一輔助變量將其轉(zhuǎn)換為混合整數(shù)非線性約束形式，即

其中，輔助變量和均為連續(xù)變量。由此，當(dāng)則當(dāng)時(shí)，自動(dòng)滿足而當(dāng)時(shí)，將迫使pl^max＝0，因此其與式(5)等價(jià)。類(lèi)似地，式(10)可轉(zhuǎn)換為