CN109544020A - 一种电网规划方案适应性的评价方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开的一种电网规划方案适应性的评价方法和装置，方法包括：确定电网规划方案适应性的评价指标，评价指标包括：电网扩建概率、电网扩建成本期望、电网扩建综合成本和电网规划方案的适应性；获取电网扩建的规划场景和规划场景对应的概率分布；根据规划场景和概率分布，计算规划场景对应的扩建成本；根据扩建成本，计算电网规划方案适应性的评价指标；根据评价指标，评价电网的规划方案适应性。采用前述的方法或装置，针对风电扩建的不确定性，从电网扩建成本角度考虑，提出了电网规划方案的适应性的评价方法，可以有效评价电网规划方案的适应性，为电网规划决策提供参考。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统规划与评价技术领域，尤其涉及一种电网规划方案适应性的评价方法和装置。
背景技术
近年来，随着能源转型的逐步推进以及全球对气候问题的高度重视，风电建设呈现爆发式增长的态势。我国2014～2017年风电并网容量年增长率分别为25％、34％、15％、10％，且未来仍将快速增长。预计2050年，风电装机占比将由目前的9.2％增长到33.8％。因此，风电建设电网中占据着重要的比重。但是，风电建设存在很大的不确定性，因此，在电网规划时所依据的电网规划方案很难考虑到风电扩建的不确定性。但是为了消纳风电，需要在原有的电网规划方案的基础上进行风电扩建，所以需要在基于风电扩建不确定性的基础上，评价原有的电网规划方案的适应性。
在现有技术中，电网规划方案的适应性的评价方法一般通过建立评价指标体系进行评价，其中，评价指标体系包括：供电安全性、供电可靠性、适应性和协调性等指标。在现有技术中的评价指标体系中，评价指标体系更多的是针对电网本身的供电能力，来评价电网规划方案的适应性。
但是，发明人在本申请的研究过程中发现，在现有的电网规划方案的适应性的评价方法中，侧重于电网本身的供电能力，并未考虑到风电扩建的不确定性的成本问题。
发明内容
本申请提供的一种电网规划方案适应性的评价方法和装置，以解决在现有的电网规划方案的适应性的评价方法中，侧重于电网本身的供电能力，并未考虑到风电扩建的不确定性的成本问题。
第一方面，本申请实施例提供一种电网规划方案适应性的评价方法，所述方法包括：
确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：电网扩建概率、电网扩建成本期望、电网扩建综合成本和电网规划方案的适应性；
获取电网扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；
根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；
根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；
根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述电网扩建概率的计算方法为：
其中，EPDP表示电网扩建概率，q表示电网中的风电扩建场景，pq表示q对应的概率，Q0表示q的集合。
所述电网扩建成本期望的计算方法为：
其中，EPDE表示电网扩建成本期望，Q表示所有的风电扩建场景，Costq表示q对应的电网的扩建成本；
所述电网扩建综合成本的计算方法为：
EPDS＝EPDE+Cost0
其中，EPDS表示电网扩建综合成本，Cost0表示原电网规划方案的建设成本；
所述电网规划方案的适应性的计算方法为：
EPD＝EPDE/Cost0
其中，EPD表示电网规划方案的适应性。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布的获取方法为卷积法，所述卷积法的具体计算方法为：
且
其中，Nodei表示第i个节点；NW表示节点数量；j表示节点i中的扩建场景，Pj表示第j种场景下的风电扩建容量，MNW表示节点i所有的风电扩建情况；pij表示节点i在第j种场景下的风电扩建概率；f(System)表示电网所有风电扩建的概率分布情况，f(Node1)表示节点1的概率分布，表示节点NW的概率分布，表示卷积。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述规划场景对应的扩建成本的计算是：电网扩展规划模型；
电网扩展规划模型包括：上层投资决策模型和下层风电运行模拟模型；其中，上层投资决策模型以电网规划方案的收益与建设成本之差最大为目标，下层风电运行模拟模型以弃风量最小为目标。
结合第一方面，在一种实现方式中，所述上层投资决策模型表示为：
WCR≤WCR0
其中，B表示电网规划方案的收益，CI表示电网的线路投资成本，wg表示煤价，wc表示碳排放价，wp表示可再生能源单位收益，ΔE表示可再生能源发电量的增量；w表示贴现率，T表示线路的寿命周期，CIk表示线路k的投资成本，NX表示规划方案中所有待建线路的集合；WCR表示弃风率，WCR0表示弃风率上限，Xk表示待选线路的回数，表示待选线路的回数的最大值。
所述下层风电运行模拟模型表示为：
min WCR
PGmini≤PGi，t≤PGmaxi
PGi，t-1-RRi-≤PGi，t≤PGi，t-1+RRi+
B0θt＝PGt+(PWt-PCWt)-PDt
PCWi，t≥0
|Pk|≤Pkmax
其中，WCR表示弃风率，PGi，t表示常规发电机组i在t时刻出力，PGmini表示常规发电机组i出力的下限约束，PGmaxi表示常规发电机组i出力的上限约束，RRi-表示发电机组i的下爬坡速率，RRi+表示发电机组i的上爬坡速率，θt表示t时刻各节点的相角向量，PGt表示t时刻各节点的常规机组出力向量，PWt表示t时刻各节点的风电理论出力向量、PCWt表示t时刻各节点的弃风量向量，PDt表示t时刻各节点的负荷向量，PWi，t表示节点i在t时刻各节点的风电理论出力向量，PCWi，t表示节点i在t时刻各节点的弃风量向量，PDi，t表示节点i在t时刻各节点的负荷向量，Pk表示线路潮流，Pkmax表示线路潮流的最大值。
第二方面，本申请实施例部分提供了一种电网规划方案适应性的评价装置，所述装置包括：
评价指标确定该模块，用于确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：风电扩建概率、风电扩建成本期望、风电扩建综合成本和风电扩建规划方案的适应性；
规划场景和概率分布获取模块，用于获取风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；
扩建成本计算模块，用于根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；
评价指标计算模块，用于根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；
规划方案适应性评价模块，根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
结合第二方面，在一种实现方式中，所述规划场景和概率分布获取模块包括，卷积法子单元，用于获取所述风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，所述卷积法的具体计算方法为：
且
其中，Nodei表示第i个节点；NW表示节点数量；j表示节点i中的扩建场景，Pj表示第j种场景下的风电扩建容量，MNW表示节点i所有的风电扩建情况；pij表示节点i在第j种场景下的风电扩建概率；f(System)表示电网所有风电扩建的概率分布情况，f(Node1)表示节点1的概率分布，表示节点NW的概率分布，表示卷积。
结合第二方面，在一种实现方式中，所述扩建成本计算模块包括：电网扩展规划模型单元；
电网扩展规划模型单元包括：上层投资决策模型子单元和下层风电运行模拟模型子单元；其中，上层投资决策模型以电网规划方案的收益与建设成本之差最大为目标，下层风电运行模拟模型以弃风量最小为目标。
结合第二方面，在一种实现方式中，所述上层投资决策模型子单元表示为：
WCR≤WCR0
其中，B表示电网规划方案的收益，CI表示电网的线路投资成本，wg表示煤价，wc表示碳排放价，wp表示可再生能源单位收益，ΔE表示可再生能源发电量的增量；w表示贴现率，T表示线路的寿命周期，CIk表示线路k的投资成本，NX表示规划方案中所有待建线路的集合；WCR表示弃风率，WCR0表示弃风率上限，Xk表示待选线路的回数，表示待选线路的回数的最大值。
所述下层风电运行模拟模型子单元表示为：
min WCR
PGmini≤PGi，t≤PGmaxi
PGi，t-1-RRi-≤PGi，t≤PGi，t-1+RRi+
B0θt＝PGt+(PWt-PCWt)-PDt
PCWi，t≥0
|Pk|≤Pkmax
其中，WCR表示弃风率，PGi，t表示常规发电机组i在t时刻出力，PGmini表示常规发电机组i出力的下限约束，PGmaxi表示常规发电机组i出力的上限约束，RRi-表示发电机组i的下爬坡速率，RRi+表示发电机组i的上爬坡速率，θt表示t时刻各节点的相角向量，PGt表示t时刻各节点的常规机组出力向量，PWt表示t时刻各节点的风电理论出力向量、PCWt表示t时刻各节点的弃风量向量，PDt表示t时刻各节点的负荷向量，PWi，t表示节点i在t时刻各节点的风电理论出力向量，PCWi，t表示节点i在t时刻各节点的弃风量向量，PDi，t表示节点i在t时刻各节点的负荷向量，Pk表示线路潮流，Pkmax表示线路潮流的最大值。
结合第二方面，在一种实现方式中，所述评价指标计算模块包括：电网扩建概率计算单元、电网扩建成本期望计算单元、电网扩建综合成本计算单元和电网规划方案适应性的计算；
所述电网扩建概率计算单元的计算方法为：
其中，EPDP表示电网扩建概率，q表示电网中的风电扩建场景，pq表示q对应的概率，Q0表示q的集合。
所述电网扩建成本期望计算单元的计算方法为：
其中，EPDE表示电网扩建成本期望，Q表示所有的风电扩建场景，Costq表示q对应的电网的扩建成本；
所述电网扩建综合成本计算单元的计算方法为：
EPDS＝EPDE+Cost0
其中，EPDS表示电网扩建综合成本，Cost0表示原电网规划方案的建设成本；
所述电网规划方案的适应性计算单元的计算方法为：
EPD＝EPDE/Cost0
其中，EPD表示电网规划方案的适应性。
本申请实施例公开的一种电网规划方案适应性的评价方法和装置，包括：确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：电网扩建概率、电网扩建成本期望、电网扩建综合成本和电网规划方案的适应性；获取电网扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
通过本申请公开的一种电网规划方案适应性的评价方法，针对风电扩建的不确定性，从电网扩建成本角度考虑，提出了电网规划方案的适应性的评价方法，可以有效评价电网规划方案的适应性，为电网规划决策提供参考。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种电网规划方案适应性的评价方法的流程示意图；
图2是本申请一个实施例中一种电网系统的拓扑图；
图3是本申请一个实施例中一种风电扩建总装机和对应的概率的示意图；
图4是本申请一个实施例中一种电网扩建成本的示意图；
图5是本申请实施例提供的一种电网规划方案适应性的评价装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
本申请提供的一种电网规划方案适应性的评价方法和装置，以解决在现有的电网规划方案的适应性的评价方法中，侧重于电网本身的供电能力，并未考虑到风电扩建的不确定性的成本问题。
参照图1，示出了一种电网规划方案适应性的评价方法，所述评价方法包括如下步骤：
步骤S101，确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：电网扩建概率、电网扩建成本期望、电网扩建综合成本和电网规划方案的适应性；
其中，本申请中的电网扩建概率也可以称为风电扩建概率，指的是电网中考虑风电扩建的概率，当电网原规划方案不能满足风电扩建的需求，则需要在原电网中进行风电扩建。电网扩建概率的指标值越小，则电网规划方案的适应性越强。
所述电网扩建成本期望是在考虑所有可能的风电扩建情景下的扩建成本，电网扩建成本期望的指标值越小，则电网规划方案的适应性越强，也就是说，在原有的电网规划方案中，进行较少的扩建就可以达到考虑风电扩建的要求。
所述电网扩建综合成本为原规划方案的建设成本与考虑风电扩建不确定性的电网扩建成本期望之和，在多种方案比较时，所述电网扩建综合成本越小的方案越具有优势。
所述电网规划方案的适应性以标幺值的形式进行度量，表示为应对风电扩建不确定性的电网扩建成本期望占原规划方案建设成本的比例，比值越小，则该方案的适应性越好。
步骤S102，获取电网扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；
本步骤中，通过对风电扩建的不确定性进行建模，得到电网中多个风电扩建的规划场景，也就是说，获取多个电网扩建的规划场景和每个规划场景对应的概率分布。
步骤S103，根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；
本步骤中，根据步骤S102得到的规划场景和概率分布，计算相应的规划场景对应的扩建成本。其中，规划场景有多个，因此，对应的扩建成本为多个。
步骤S104，根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；
本步骤中，根据步骤S103中的扩建成本，计算电网规划方案适应性的评价指标，即计算步骤S101中确定的评价指标，得到每个规划场景下对应的评价指标的结果。
步骤S105，根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
本步骤中，根据步骤S104中的评价指标，用来评价相应的电网的规划方案适应性。
本申请实施例公开的一种电网规划方案适应性的评价方法，包括：确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：电网扩建概率、电网扩建成本期望、电网扩建综合成本和电网规划方案的适应性；获取电网扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
通过本申请公开的一种电网规划方案适应性的评价方法，针对风电扩建的不确定性，从电网扩建成本角度考虑，提出了电网规划方案的适应性的评价方法，可以有效评价电网规划方案的适应性，为电网规划决策提供参考。
优选地，所述电网扩建概率的计算方法为：
其中，EPDP表示电网扩建概率，q表示电网中的风电扩建场景，pq表示q对应的概率，Q0表示q的集合。
本实施例中，计算得到的EPDP的值越小，对应的规划方案的适应性越强。
所述电网扩建成本期望的计算方法为：
其中，EPDE表示电网扩建成本期望，Q表示所有的风电扩建场景，Costq表示q对应的电网的扩建成本；
本实施例中，计算得到的EPDE的值越小，对应的规划方案的适应性越强。
所述电网扩建综合成本的计算方法为：
EPDS＝EPDE+Cost0 (3)
其中，EPDS表示电网扩建综合成本，Cost0表示原电网规划方案的建设成本；
本实施例中，Cost0为已知量，计算得到的EPDS的值越小，对应的规划方案的适应性越强。
所述电网规划方案的适应性的计算方法为：
EPD＝EPDE/Cost0 (4)
其中，EPD表示电网规划方案的适应性。
本实施例中，根据电网扩建成本与原电网规划方案的扩建成本的比值来衡量电网规划方案的适应性，计算得到的EPD的值越小，对应的规划方案的适应性越强。
优选地，所述风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布的获取方法为卷积法，所述卷积法的具体计算方法为：
且
其中，Nodei表示第i个节点；NW表示节点数量；Pj表示第j种场景下的风电扩建容量，j表示节点i中的扩建场景，MNW表示节点i所有的风电扩建情况；Pij表示节点i在第j种场景下的风电扩建概率；f(System)表示电网所有风电扩建的概率分布情况，f(Node1)表示节点1的概率分布，表示节点NW的概率分布，表示卷积。
公式(8)表示：电网所有风电扩建的概率分布情况为各节点的概率分布的卷积。
优选地，所述规划场景对应的扩建成本的计算是：电网扩展规划模型；
电网扩展规划模型包括：上层投资决策模型和下层风电运行模拟模型；其中，上层投资决策模型以电网规划方案的收益与建设成本之差最大为目标，下层风电运行模拟模型以弃风量最小为目标。
优选地，所述上层投资决策模型表示为：
WCR≤WCR0 (10)
其中，B表示电网规划方案的收益，CI表示电网的线路投资成本，wg表示煤价，wc表示碳排放价，wp表示可再生能源单位收益，AE表示可再生能源发电量的增量；w表示贴现率，T表示线路的寿命周期，CIk表示线路k的投资成本，NX表示规划方案中所有待建线路的集合；WCR表示弃风率，WCR0表示弃风率上限，Xk表示待选线路的回数，表示待选线路的回数的最大值。
本实施例中，公式(9)为上层模型的目标函数，电网规划方案的收益等于火电机组发电量降低带来的煤耗和碳排放成本降低加上可再生能源出力增加效益，加上煤价、碳排放价及可再生能源单位收益，公式(10)为弃风率上限约束，公式(11)为待选线路的回数约束。
所述下层风电运行模拟模型表示为：
min WCR (12)
PGmini≤PGi，t≤PGmaxi (13)
PGi，t-1-RRi-≤PGi，t≤PGi，t-1+RRi+ (14)
B0θt＝PGt+(PWt-PCWt)-PDt (15)
PCWi，t≥0 (17)
|Pk|≤Pkmax (18)
其中，WCR表示弃风率，PGi，t表示常规发电机组i在t时刻出力，PGmini表示常规发电机组i出力的下限约束，PGmaxi表示常规发电机组i出力的上限约束，RRi-表示发电机组i的下爬坡速率，RRi+表示发电机组i的上爬坡速率，θt表示t时刻各节点的相角向量，PGt表示t时刻各节点的常规机组出力向量，PWt表示t时刻各节点的风电理论出力向量、PCWt表示t时刻各节点的弃风量向量，PDt表示t时刻各节点的负荷向量，PWi，t表示节点i在t时刻各节点的风电理论出力向量，Nw为系统节点数，PCWi，t表示节点i在t时刻各节点的弃风量向量，PDi，t表示节点i在t时刻各节点的负荷向量，Pk表示线路潮流，Pkmax表示线路潮流的最大值。
本实施例中，公式(12)为下层模型的目标函数，即弃风率最小，公式(16)表示系统的功率平衡约束，公式(17)为弃风量非负约束，公式(18)为线路潮流约束。
为了更清楚说明本申请的评价方法，下面结合具体实施例，进一步说明本申请提出的电网规划方案适应性的评价方：
参照图2的系统拓扑图，本申请的评价方法可选的应用于修改后的IEEE RTS79系统，该系统原规划方案为24节点系统，新增风电节点25，并假设在节点25上已有风电装机300MW，系统总负荷在原始负荷基础上乘以1.1，为3135MW，常规发电机组装机3405MW。待选线路及长度、容量参数见表1：
表1本发明的实施例中系统待选线路参数表
为将第25号节点接入电网，提出2种规划方案，如表2，其中，风电出力情况取西北地区风电典型出力曲线。假设线路建设成本与长度成正比，且单位长度线路的建设成本假设为10万元。
表2本发明的实施例中待评价的规划方案
假设未来电网中的风电将在节点3和节点25进行扩建，建设容量及对应概率情况如表3。
表3本发明的实施例中各节点风电扩建的概率分布
将两个节点的风电扩建概率分布进行卷积，得到全系统风电扩建情况，共16种，每种情况的风电扩建总装机和对应的概率如图3所示，图3中，以新增风电总装机为横坐标，以对应的概率为纵坐标绘制的示意图，可以直观的看到每种情况的风电扩建总装机和对应的概率。
基于双层优化的电网扩展规划模型，在不同的风电扩建情景下，对两种方案进行扩展规划。设定弃风率阈值为10％，针对上述16种情景分别进行电网扩展规划，得到每种情景下对应的电网扩建成本情况如图4所示，图4中，是以新增风电装机为横坐标，以线路扩建成本为纵坐标绘制的示意图。由图中可以看出，当风电扩建容量较小时，原有规划方案即可满足。随着风电装机的增加，两种方案均需进行扩建。当风电装机量处于400～600MW内时，两种方案的扩建成本差异较大，这是由于方案2的网络结构较方案1稍复杂，且方案2的建设线路总容量稍大，故在此区间内，出现了方案2比方案1少扩建一条线路的情况。而当风电的扩建容量过大时，两种方案扩展后的最终方案相同，相关线路均达到了最大建设回路数，扩建成本的差异仅为初始方案中相差的2000万元。
根据上述扩建成本的计算结果进行电网的适应性指标计算，计算结果如表4。可以看出，方案2虽然建设成本较方案1稍高，但在应对风电扩建的不确定性方面，方案2扩建概率较小，所需要额外进行扩建的成本期望及综合成本较小，从适应性指标来看，方案2更为适应，故从此角度评估，方案2较优。
表4本发明的实施例中各方案的适应性评价指标具体数值
从上述具体实施方式的计算过程可知运用本发明的一种电网规划方案适应性的评价方法，可以分析风电扩建不确定性，并从扩建成本角度提出指标以评价电网规划方案针对风电扩建不确定性的适应性，该方法计算简便，可以有效评价电网规划方案的适应性，为电网规划决策提供参考。
参照图5，示出了一种电网规划方案适应性的评价装置，所述评价装置包括：
评价指标确定该模块100，用于确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：风电扩建概率、风电扩建成本期望、风电扩建综合成本和风电扩建规划方案的适应性；
规划场景和概率分布获取模块200，用于获取风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；
扩建成本计算模块300，用于根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；
评价指标计算模块400，用于根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；
规划方案适应性评价模块500，根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
优选地，所述规划场景和概率分布获取模块包括，卷积法子单元，用于获取所述风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，所述卷积法的具体计算方法为：
且
其中，Nodei表示第i个节点；NW表示节点数量；j表示节点i中的扩建场景，Pj表示第j种场景下的风电扩建容量，MNW表示节点i所有的风电扩建情况；pij表示节点i在第j种场景下的风电扩建概率；f(System)表示电网所有风电扩建的概率分布情况，f(Node1)表示节点1的概率分布，表示节点NW的概率分布，表示卷积。
优选地，所述扩建成本计算模块包括：电网扩展规划模型单元；
电网扩展规划模型单元包括：上层投资决策模型子单元和下层风电运行模拟模型子单元；其中，上层投资决策模型以电网规划方案的收益与建设成本之差最大为目标，下层风电运行模拟模型以弃风量最小为目标。
优选地，所述上层投资决策模型子单元表示为：
WCR≤WCR0
其中，B表示电网规划方案的收益，CI表示电网的线路投资成本，wg表示煤价，wc表示碳排放价，wp表示可再生能源单位收益，ΔE表示可再生能源发电量的增量；w表示贴现率，T表示线路的寿命周期，CIk表示线路k的投资成本，NX表示规划方案中所有待建线路的集合；WCR表示弃风率，WCR0表示弃风率上限，Xk表示待选线路的回数，表示待选线路的回数的最大值。
所述下层风电运行模拟模型子单元表示为：
min WCR
PGmini≤PGi，t≤PGmaxi
PGi，t-1-RRi-≤PGi，t≤PGi，t-1+RRi+
B0θt＝PGt+(PWt-PCWt)-PDt
PCWi，t≥0
|Pk|≤Pkmax
其中，WCR表示弃风率，PGi，t表示常规发电机组i在t时刻出力，PGmini表示常规发电机组i出力的下限约束，PGmaxi表示常规发电机组i出力的上限约束，RRi-表示发电机组i的下爬坡速率，RRi+表示发电机组i的上爬坡速率，θt表示t时刻各节点的相角向量，PGt表示t时刻各节点的常规机组出力向量，PWt表示t时刻各节点的风电理论出力向量、PCWt表示t时刻各节点的弃风量向量，PDt表示t时刻各节点的负荷向量，PWi，t表示节点i在t时刻各节点的风电理论出力向量，PCWi，t表示节点i在t时刻各节点的弃风量向量，PDi，t表示节点i在t时刻各节点的负荷向量，Pk表示线路潮流，Pkmax表示线路潮流的最大值。
优选地，所述评价指标计算模块包括：电网扩建概率计算单元、电网扩建成本期望计算单元、电网扩建综合成本计算单元和电网规划方案适应性的计算；
所述电网扩建概率计算单元的计算方法为：
其中，EPDP表示电网扩建概率，q表示电网中的风电扩建场景，pq表示q对应的概率，Q0表示q的集合。
所述电网扩建成本期望计算单元的计算方法为：
其中，EPDE表示电网扩建成本期望，Q表示所有的风电扩建场景，Costq表示q对应的电网的扩建成本；
所述电网扩建综合成本计算单元的计算方法为：
EPDS＝EPDE+Cost0
其中，EPDS表示电网扩建综合成本，Cost0表示原电网规划方案的建设成本；
所述电网规划方案的适应性计算单元的计算方法为：
EPD＝EPDE/Cost0
其中，EPD表示电网规划方案的适应性。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电网规划方案适应性的评价方法，其特征在于，包括：
确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：电网扩建概率、电网扩建成本期望、电网扩建综合成本和电网规划方案的适应性；
获取电网扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；
根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；
根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；
根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
2.根据权利要求1所述的电网规划方案适应性的评价方法，其特征在于，
所述电网扩建概率的计算方法为：
其中，EPDP表示电网扩建概率，q表示电网中的风电扩建场景，pq表示q对应的概率，Q0表示q的集合；
所述电网扩建成本期望的计算方法为：
其中，EPDE表示电网扩建成本期望，Q表示所有的风电扩建场景，Costq表示q对应的电网的扩建成本；
所述电网扩建综合成本的计算方法为：
EPDS＝EPDE+Cost0
其中，EPDS表示电网扩建综合成本，Cost0表示原电网规划方案的建设成本；
所述电网规划方案的适应性的计算方法为：
EPD＝EPDE/Cost0
其中，EPD表示电网规划方案的适应性。
3.根据权利要求1所述的电网规划方案适应性的评价方法，其特征在于，所述风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布的获取方法为卷积法，所述卷积法的具体计算方法为：
且
其中，Nodei表示第i个节点；NW表示节点数量；j表示节点i中的扩建场景，Pj表示第j种场景下的风电扩建容量，MNW表示节点i所有的风电扩建情况；pij表示节点i在第j种场景下的风电扩建概率；f(System)表示电网所有风电扩建的概率分布情况，f(Node1)表示节点1的概率分布，表示节点NW的概率分布，表示卷积。
4.根据权利要求1所述的电网规划方案适应性的评价方法，其特征在于，
所述规划场景对应的扩建成本的计算是：电网扩展规划模型；
电网扩展规划模型包括：上层投资决策模型和下层风电运行模拟模型；其中，上层投资决策模型以电网规划方案的收益与建设成本之差最大为目标，下层风电运行模拟模型以弃风量最小为目标。
5.根据权利要求4所述的电网规划方案适应性的评价方法，其特征在于，
所述上层投资决策模型表示为：
WCR≤WCR0
其中，B表示电网规划方案的收益，CI表示电网的线路投资成本，wg表示煤价，wc表示碳排放价，wp表示可再生能源单位收益，ΔE表示可再生能源发电量的增量；w表示贴现率，T表示线路的寿命周期，CIk表示线路k的投资成本，NX表示规划方案中所有待建线路的集合；WCR表示弃风率，WCR0表示弃风率上限，Xk表示待选线路的回数，Xk max表示待选线路的回数的最大值；
所述下层风电运行模拟模型表示为：
min WCR
PGmini≤PGi，t≤PGmaxi
PGi，t-1-RRi-≤PGi，t≤PGi，t-1+RRi+
B0θt＝PGt+(PWt-PCWt)-PDt
PCWi，t≥0
|Pk|≤Pkmax
其中，WCR表示弃风率，PGi，t表示常规发电机组i在t时刻出力，PGmini表示常规发电机组i出力的下限约束，PGmaxi表示常规发电机组i出力的上限约束，RRi-表示发电机组i的下爬坡速率，RRi+表示发电机组i的上爬坡速率，θt表示t时刻各节点的相角向量，PGt表示t时刻各节点的常规机组出力向量，PWt表示t时刻各节点的风电理论出力向量、PCWt表示t时刻各节点的弃风量向量，PDt表示t时刻各节点的负荷向量，PWi，t表示节点i在t时刻各节点的风电理论出力向量，PCWi，t表示节点i在t时刻各节点的弃风量向量，PDi，t表示节点i在t时刻各节点的负荷向量，Pk表示线路潮流，Pkmax表示线路潮流的最大值。
6.一种电网规划方案适应性的评价装置，其特征在于，包括：
评价指标确定该模块，用于确定电网规划方案适应性的评价指标，所述评价指标包括：风电扩建概率、风电扩建成本期望、风电扩建综合成本和风电扩建规划方案的适应性；
规划场景和概率分布获取模块，用于获取风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，其中，所述规划场景包含多个风电扩建规划场景；
扩建成本计算模块，用于根据所述规划场景和概率分布，计算所述规划场景对应的扩建成本；
评价指标计算模块，用于根据所述扩建成本，计算所述电网规划方案适应性的评价指标；
规划方案适应性评价模块，根据所述评价指标，评价电网的规划方案适应性。
7.根据权利要求6所述的电网规划方案适应性的评价装置，其特征在于，
所述规划场景和概率分布获取模块包括，卷积法子单元，用于获取所述风电扩建的规划场景和所述规划场景对应的概率分布，所述卷积法的具体计算方法为：
且
其中，Nodei表示第i个节点；NW表示节点数量；j表示节点i中的扩建场景，Pj表示第j种场景下的风电扩建容量，MNW表示节点i所有的风电扩建情况；pij表示节点i在第j种场景下的风电扩建概率；f(System)表示电网所有风电扩建的概率分布情况，f(Node1)表示节点1的概率分布，表示节点NW的概率分布，表示卷积。
8.根据权利要求6所述的电网规划方案适应性的评价装置，其特征在于，
所述扩建成本计算模块包括：电网扩展规划模型单元；
电网扩展规划模型单元包括：上层投资决策模型子单元和下层风电运行模拟模型子单元；其中，上层投资决策模型以电网规划方案的收益与建设成本之差最大为目标，下层风电运行模拟模型以弃风量最小为目标。
9.根据权利要求8所述的电网规划方案适应性的评价装置，其特征在于，
所述上层投资决策模型子单元表示为：
WCR≤WCR0
其中，B表示电网规划方案的收益，CI表示电网的线路投资成本，wg表示煤价，wc表示碳排放价，wp表示可再生能源单位收益，ΔE表示可再生能源发电量的增量；w表示贴现率，T表示线路的寿命周期，CIk表示线路k的投资成本，NX表示规划方案中所有待建线路的集合；WCR表示弃风率，WCR0表示弃风率上限，Xk表示待选线路的回数，Xk max表示待选线路的回数的最大值；
所述下层风电运行模拟模型子单元表示为：
min WCR
PGmini≤PGi，t≤PGmaxi
PGi，t-1-RRi-≤PGi，t≤PGi，t-1+RRi+
B0θt＝PGt+(PWt-PCWt)-PDt
PCWi，t≥0
|Pk|≤Pkmax
其中，WCR表示弃风率，PGi，t表示常规发电机组i在t时刻出力，PGmini表示常规发电机组i出力的下限约束，PGmaxi表示常规发电机组i出力的上限约束，RRi-表示发电机组i的下爬坡速率，RRi+表示发电机组i的上爬坡速率，θt表示t时刻各节点的相角向量，PGt表示t时刻各节点的常规机组出力向量，PWt表示t时刻各节点的风电理论出力向量、PCWt表示t时刻各节点的弃风量向量，PDt表示t时刻各节点的负荷向量，PWi，t表示节点i在t时刻各节点的风电理论出力向量，PCWi，t表示节点i在t时刻各节点的弃风量向量，PDi，t表示节点i在t时刻各节点的负荷向量，Pk表示线路潮流，Pkmax表示线路潮流的最大值。
10.根据权利要求6所述的电网规划方案适应性的评价装置，其特征在于，所述评价指标计算模块包括：电网扩建概率计算单元、电网扩建成本期望计算单元、电网扩建综合成本计算单元和电网规划方案适应性的计算；
所述电网扩建概率计算单元的计算方法为：
其中，EPDP表示电网扩建概率，q表示电网中的风电扩建场景，pq表示q对应的概率，Q0表示q的集合；
所述电网扩建成本期望计算单元的计算方法为：
其中，EPDE表示电网扩建成本期望，Q表示所有的风电扩建场景，Costq表示q对应的电网的扩建成本；
所述电网扩建综合成本计算单元的计算方法为：
EPDS＝EPDE+Cost0
其中，EPDS表示电网扩建综合成本，Cost0表示原电网规划方案的建设成本；
所述电网规划方案的适应性计算单元的计算方法为：
EPD＝EPDE/Cost0
其中，EPD表示电网规划方案的适应性。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811438557.8A CN109544020A (zh) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | 一种电网规划方案适应性的评价方法和装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811438557.8A CN109544020A (zh) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | 一种电网规划方案适应性的评价方法和装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109544020A true CN109544020A (zh) | 2019-03-29 |
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|---|---|---|---|
| CN201811438557.8A Pending CN109544020A (zh) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | 一种电网规划方案适应性的评价方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109544020A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110751328A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-02-04 | 国网四川省电力公司经济技术研究院 | 基于联合加权熵的高比例可再生能源电网适应性规划方法 |
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2018
- 2018-11-28 CN CN201811438557.8A patent/CN109544020A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110751328A (zh) * | 2019-10-17 | 2020-02-04 | 国网四川省电力公司经济技术研究院 | 基于联合加权熵的高比例可再生能源电网适应性规划方法 |
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