CN110020743A - 一种互联输电通道容量规划方法 - Google Patents
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Abstract
一种互联输电通道容量规划方法。以通过电网互联，在负荷输电安全的条件下将电力从一个区域可靠输送到另外一个区域，提高新能源接纳能力的同时获得最大经济效益为目标。所述规划方法采用双层嵌套的方式，内层模型为：对输电系统进行全年时序仿真，以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，综合考虑输电安全行为约束，模拟输电系统的时序运行过程，得到互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息；外层模型基于时序仿真中得到的数据指标，计算不同互联方案的净发电利润；最后利用改进粒子群算法对不同输电容量方案下的净发电收益值进行计算，选取净发电收益最大的方案作为互联输电线路容量规划方案。
Description
技术领域
本发明涉及一种互联输电通道容量规划方法。
背景技术
随着社会经济的快速发展，能源资源的有限性与经济增长的无限性之间的矛盾日益突出，由此，提出了全球能源互联网的概念，全球能源互联网有助于实现全球范围内资源的优化配置，已经成为国内外关注的焦点。全球能源资源与负荷中心往往存在逆向分布的特点，因此，在大范围内优化配置能源资源才能解决大规模开发、高比例接入电网所带来的消纳问题，发挥清洁能源的作用，提高电能的使用效率和供电的可靠性和经济性，改善电力系统的安全稳定性，可以说电网互联是电网发展的必然趋势。电网互联工程投资巨大，互联工程的容量规划方法是一项重要内容。电力系统之间的互联容量不仅是衡量互联电网安全稳定运行的一个指标，而且还具有引导互联地区发电资源合理优化配置的功能。
从现有电网运行的情况来看，随着直流工程电压等级及输送容量的增加，引发的安全稳定风险也逐步增加，因此研究互联电网的可承受的输电规模是开展互联电网规划的基础，但是有关这方面的研究相对较少，在电网扩展规划及互联电网的输电容量计算时，目前研究主要从两方面开展，第一方面是在系统运行条件确定的情况下求取满足暂态稳定约束的直流最大输送功率，需要明确规模外的所有边界条件，利用其他指标评估系统允许接入的直流输电容量，该方法计算结果精确，适应于电网运行方式制定的需求，第二方面是在从直流输电规模的约束出发利用短路比指标评估交流系统允许接入的直流输电数量，更适应于大电网规划的需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺点，提出一种互联输电通道容量规划方法。
本发明规划方法采用分层嵌套的方式：内层为综合考虑输电安全约束，以新能源接纳能力最大为目标的输电系统年度时序仿真模型，模拟输电系统的时序运行过程得到互联系统的各项数据信息，外层模型基于时序仿真中得到的数据，以输电系统的净发电利润最大为目标，最后利用改进的粒子群算法求取互联系统各互联通道的最优输电容量。
本发明采用的技术方案如下：
本发明规划方法的基本思路是：根据通过电网互联，在负荷输电安全的条件下将电力从一个区域可靠输送到另外一个区域，提高新能源接纳能力的同时获得最大经济效益，以此为目标提出了互联输电通道容量规划方法。本发明采用双层嵌套的方式，内层模型为：对输电系统进行全年时序仿真，以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，综合考虑输电安全行为约束，模拟输电系统的时序运行过程，得到互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息；外层模型基于时序仿真中得到的数据指标，计算不同互联方案的净发电利润；最后利用改进粒子群算法对不同输电容量方案下的净发电收益值进行计算，选取净发电收益最大的方案作为互联输电线路容量规划方案。
本发明具体步骤如下：
1、首先对输电网络进行全年的时序模拟，综合考虑风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性等，建立常规电源、水电、风电、太阳能发电等多种发电机组模型，模拟时序发电出力曲线，考虑“系统电力平衡”、“线路输电安全”、“各机组出力约束”等输电安全约束，以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，全面展现规划方案中电力系统在未来时段的运行状况，得到互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息。
上式中，为节点i在t时段电网接纳的风电出力，为节点n在时段电网接纳的光伏出力。
输电安全约束主要考虑“系统电力平衡”、“线路输电安全”、“各机组出力约束”。
|Pr|≤(m0+mi)Pr,max (3)
Pjmin≤Pj(t)≤Pjmax (4)
公式(2)为系统电力平衡约束，式中，Pg为节点i的电源出力，Pd为节点i的负荷，Pr为输电线路r的传输功率，n为节点数，m为输电线路数量。
公式(3)为输电安全约束，式中，Pr为输电线路的传输功率，Pr,max为单条线路r传输的最大有功功率，m0为原有输电线路的数量，mi为新建输电线路的数量。
公式(4)为各机组出力约束，式中，Pj(t)为发电机组在t时段的发电功率，Pjmin、Pjmax分别为发电机组j的发电功率的上限约束和下限约束。
2、以各个互联输电通道的输电容量为寻优变量，建立“互联输电通道容量规划”的数学模型；考虑输电系统的发电利润，延缓电网改造取得的收益，投资成本以及线路运维检修费用，以输电系统的净发电利润最大为目标，步骤如下：
取净发电收益最大为目标函数：
max F＝max[(CF+CY)-(CT+CW)] (5)
上式中，F为输电线路年净收益，max F为输电线路年最大收益，CF为输电线路年发电收益，CY为由于区域之间共享成本较低的发电资源，延缓电网改造取得的年收益，CT为考虑输电线路的全寿命周期的年平均投资费用，CW为年度运维检修费用。
(1)首先，根据各地区能源结构、电力结构综合评估该地区的电价。对于电网互联，电价的评估是系统规划方案的一项重要指标。电价的表达式如下：
上式中α为t时段的评估电价，αl为第l种发电资源的测算电价，Sl为第l种发电资源在t时段的发电功率，l为电源类型,L为电源的种类。
(2)计算互联输电通道的发电利润
电网互联将低成本的电力输送到电力价格昂贵的负荷中心，所以互联输电通道的发电利润主要为互联地区之间的电价差值带来的效益。
输电线路的年发电收益为：
上式中，CF为输电线路年发电收益，αr为第r条输电线路在t时段送端的电价，βr为第r条输电线路在t时段受端的电价，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，i为社会折现率，N为投资输电线路的可运行年限。
(3)计算延缓电网改造取得的收益
随着经济的发展，电力需求增大，配套的电力设备同样需要升级扩容，实现地区之间的电网互联，扩大电网规模，可有效降低全网的综合最大负荷。而且，由于互联产生的地区间的备用容量能够使各个地区减少对后续发电容量的需求，运行和维护成本减少，从而减少电网投资费用。延缓电网改造取得的收益为：
上式中，CY为延缓电网改造取得的年收益，Cinv为电网升级单位容量所需的一次性投资成本；ir为通货膨胀率；id为贴现率，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率。
(4)计算新建电网互联工程的建设费用
在新建电网互联工程中，建设投资费用主要包括输电线路与变电站设施的造价。
输电通道投资费用计算公式为：
C0＝C0l×L+C0b×P (9)
则年度平均投资费用为：
上述式中，CT为年度平均投资费用，C0为输电通道初始一次性总投资，C0l为单位长度的输电线路投资成本，L为输定线路长度，C0b为变电站某一电压等级下单位容量的变电站的投资成本，P为变电站的容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率，为等年值的系数。
(5)计算年度检修运维成本
年度检修运维成本是指电网资产大修、抢修、日常检修和运行所产生的人工费、材料费、修理费以及资产运行损耗费用，包含年度运行检修成本、年度运行损耗成本，则：
上式中，CW为年度运维检修费用，ξ为年度运行检修费用系数，其取值应综合考虑电网资产大修、抢修、日常检修和运行所产生的人工费、材料费、资产运行损耗费用和电网工作人数及平均工资水平等，η为输电电网的综合线损率，其取值应综合考虑地区经济发展水平、负荷水平、电压等级及输电线路长度等，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率，αr为第r条输电线路在t时段送端的电价。
3、最后，基于时序模拟仿真方法及流程，引入带有惯性权重与收敛因子的粒子群算法对互联输电线路模型进行求解，得到最优输电容量配置；
首先运行考虑输电安全约束的年时序最优潮流计算模型，每个潮流断面均以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，计算互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息，然后基于时序仿真得到的数据，以互联输电通道的输电容量为寻优变量，根据区域内互联电网的现状给定粒子群一组初值，通过粒子群优化算法中个体之间的协作寻找到最优解。
基本的粒子群算法容易陷入局部最优点，导致结果有较大的误差，因此本文采用改进的粒子群算法，其改进研究可归纳为两个方面：一方面为引入惯性权重。对于惯性权重，研究表明，算法的开始阶段，较大的惯性权重可以使算法不容易陷入局部最优，到算法的后期，小的惯性权重可以使收敛速度加快，使收敛更加平稳，不至于出现震荡的现象，因此本节中采用递减的惯性权重，使其迅速收敛到较好的区域中进行搜索。另外一方面，引入了收敛因子，经过研究，取收敛因子为0.729效果较好，更加确保算法的收敛。
由于粒子群算法不能直接处理约束条件，因此通常对不等式约束采用罚函数形式加入到目标函数中作为惩罚项。而等式约束则是直接将优化变量代入其中，如果满足等式约束，则为可行解，则求其目标函数值。变量的上下限约束则可通过直接限制变量在迭代时的取值范围来实现，当变量大于上限时定义为上限值，小于下限值时取为下限值。则PSO优化的适应度函数为：
上述式中，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，为粒子群算法中的粒子，Y(Pr)为粒子群算法中粒子的适应度函数，F(Pr)为输电线路年净收益。
粒子群算法流程如下：
(1)初始化粒子群，包括种群规模N，每个粒子的位置xi和速度vi的初始化；对粒子群的初始化为对决策变量进行初始化，所述的决策变量为每条输电线路的输电容量[P1,P2,P3...Pn]。
假设在一个D维的目标搜索空间中，由n个粒子组成一个群落，其中第f个粒子表示一个D维的向量，Xf代表粒子的位置、D代表空间的维数。
Xf＝(xf1,xf2,···,xfD),f＝1,2,...,N (13)
第f个粒子的“飞行”速度也是一个D维的向量，其速度Vf记为：
Vf＝(vf1,vf2,···,vfD),f＝1,2,...,N (14)
随机生成初始化粒子位置和速度；
(2)根据适应度函数计算每个粒子的适应度值Fit[i]；
(3)迄今为止搜素到第f个粒子的最优位置称为个体极值，记为：pbest＝(pf1,pf2,···,pfD)；
其中，pbest为第f个粒子的最优位置，pf1,pf2,···,pfD为D维空间中粒子历史最优位置，f代表第f个粒子。
整个粒子群迄今为止搜索到的最优位置称为全局极值，记为：
gbest＝(pg1,pg2,···,pgD) (15)
其中，gbest粒子群体的最优位置，pg1,pg2,···,pgD为整个粒子群体历史最优位置。
对每个粒子，用它的适应度值Fit[i]和个体极值pbest(i)比较，如果Fit[i]＜pbest(i)，则用Fit[i]替换pbest(i)；
用每个粒子的适应度值Fit[i]和全局极值gbest比较，如果Fit[i]＜gbest，则用Fit[i]代替gbest；
(4)在找到这两个最优值时，粒子根据下述式(16)和式(17)来更新自己的速度和位置：
vfd＝χ×[w×vfd+c1r1(pfd-xfd)+c2r2(pgd-xgd)] (16)
xfd＝xfd+vfd (17)
其中，c1和c2为学习因子，也称加速度常数，r1和r2为[0,1]范围内的均匀随机数，w为惯性权值，χ为收敛因子，vfd是粒子的速度，pfd是粒子的历史最优位置，xfd为粒子最开始的位置，pgd整个粒子群体最优位置。
(5)通过迭代，如果相邻两次迭代的适应度值的误差在设定的误差范围内，便可认为在这个误差范围内已经找到了最优解，即minY，便认为满足结束条件，可以退出运算，或者达到最大循环次数，也可退出运算，否则返回步骤(2)。
最终得到该函数的解即为满足“输电线路净发电收益最大”的条件下的输电线路最优输电容量规划方案。
附图说明
图1是本发明互联电网容量规划方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式进一步说明本发明。
如图1所示，本发明互联电网容量规划方法的流程如下：
1、首先对输电网络进行全年的时序模拟，综合考虑风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性等，建立常规电源、水电、风电、太阳能发电等多种发电机组模型，模拟时序发电出力曲线，考虑“系统电力平衡”、“线路输电安全”、“各机组出力约束”等输电安全约束，以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，全面展现出规划方案中电力系统在未来时段的运行状况，得到互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息。
上式中，为节点i在t时段电网接纳的风电出力，为节点n在时段电网接纳的光伏出力。
输电安全约束主要考虑“系统电力平衡”、“线路输电安全”、“各机组出力约束”。
|Pr|≤(m0+mi)Pr,max (3)
Pjmin≤Pj(t)≤Pjmax (4)
公式(2)为系统电力平衡约束，式中，Pg为节点i的电源出力，Pd为节点i的负荷，Pr为输电线路r的传输功率，n为节点数，m为输电线路数量。
公式(3)为输电安全约束，式中，Pr为输电线路的传输功率，Pr,max为单条线路r传输的最大有功功率，m0为原有输电线路的数量，mi为新建输电线路的数量。
公式(4)为各机组出力约束，式中，Pj(t)为发电机组在t时段的发电功率，Pjmin、Pjmax分别为发电机组j的发电功率的上限约束和下限约束。
2、以各个互联输电通道的输电容量为寻优变量，建立“互联输电通道容量规划”的数学模型；考虑输电系统的发电利润，延缓电网改造取得的收益，投资成本以及线路运维检修费用，以输电系统的净发电利润最大为目标，步骤如下：
取净发电收益最大为目标函数：
max F＝max[(CF+CY)-(CT+CW)] (5)
上式中，F为输电线路年净收益，max F为输电线路年最大收益，CF为输电线路年发电收益，CY为由于区域之间共享成本较低的发电资源，延缓电网改造取得的年收益，CT为考虑输电线路的全寿命周期的年平均投资费用，CW为年度运维检修费用。
(1)首先，根据各地区能源结构、电力结构综合评估该地区的电价。对于电网互联，电价的评估是系统规划方案的一项重要指标。电价的表达式如下：
上式中α为t时段的评估电价，αl为第l种发电资源的测算电价，Sl为第l种发电资源在时段的发电功率，l为电源类型,L为电源的种类。
(2)计算互联输电通道的发电利润
电网互联将低成本的电力输送到电力价格昂贵的负荷中心，所以互联输电通道的发电利润主要为互联地区之间的电价差值带来的效益。
输电线路的年发电收益为：
上式中，CF为输电线路年发电收益，αr为第r条输电线路在t时段送端的电价，βr为第r条输电线路在t时段受端的电价，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，i为社会折现率，N为投资输电线路的可运行年限。
(3)计算延缓电网改造取得的收益
随着经济的发展，电力需求增大，配套的电力设备同样需要升级扩容，实现地区之间的电网互联，扩大电网规模，可有效降低全网的综合最大负荷。而且，由于互联产生的地区间的备用容量能够使各个地区减少对后续发电容量的需求，运行和维护成本减少，从而减少电网投资费用。延缓电网改造取得的收益为：
上式中，CY为延缓电网改造取得的年收益，Cinv为电网升级单位容量所需的一次性投资成本；ir为通货膨胀率；id为贴现率，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率。
(4)计算新建电网互联工程的建设费用
在新建电网互联工程中，建设投资费用主要包括输电线路与变电站设施的造价。
输电通道投资费用计算公式为：
C0＝C0l×L+C0b×P (9)
则年度平均投资费用为：
上述式中，CT为年度平均投资费用，C0为输电通道初始一次性总投资，C0l为单位长度的输电线路投资成本，L为输定线路长度，C0b为变电站某一电压等级下单位容量的变电站的投资成本，P为变电站的容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率，为等年值的系数。
(5)计算年度检修运维成本
年度检修运维成本是指电网资产大修、抢修、日常检修和运行所产生的人工费、材料费、修理费以及资产运行损耗费用，包含年度运行检修成本、年度运行损耗成本，则：
上式中，CW为年度运维检修费用，ξ为年度运行检修费用系数，其取值应综合考虑电网资产大修、抢修、日常检修和运行所产生的人工费、材料费、资产运行损耗费用和电网工作人数及平均工资水平等，η为输电电网的综合线损率，其取值应综合考虑地区经济发展水平、负荷水平、电压等级及输电线路长度等，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率，αr为第r条输电线路在t时段送端的电价。
3、最后，基于时序模拟仿真方法及流程，引入带有惯性权重与收敛因子的粒子群算法对互联输电线路模型进行求解，得到最优输电容量配置；
首先运行考虑输电安全约束的年时序最优潮流计算模型，每个潮流断面均以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，计算互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息，然后基于时序仿真得到的数据，以互联输电通道的输电容量为寻优变量，根据区域内互联电网的现状给定粒子群一组初值，通过粒子群优化算法中个体之间的协作寻找到最优解。
基本的粒子群算法容易陷入局部最优点，导致结果有较大的误差，因此本文采用改进的粒子群算法，其改进研究可归纳为两个方面：一方面为引入惯性权重。对于惯性权重，研究表明，算法的开始阶段，较大的惯性权重可以使算法不容易陷入局部最优，到算法的后期，小的惯性权重可以使收敛速度加快，使收敛更加平稳，不至于出现震荡的现象，因此本节中采用递减的惯性权重，使其迅速收敛到较好的区域中进行搜索。另外一方面，引入了收敛因子，经过研究，取收敛因子为0.729效果较好，更加确保算法的收敛。
由于粒子群算法不能直接处理约束条件，因此通常对不等式约束采用罚函数形式加入到目标函数中作为惩罚项。而等式约束则是直接将优化变量代入其中，如果满足等式约束，则为可行解，则求其目标函数值。变量的上下限约束则可通过直接限制变量在迭代时的取值范围来实现，当变量大于上限时定义为上限值，小于下限值时取为下限值。则PSO优化的适应度函数为：
上述式中，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，为粒子群算法中的粒子，Y(Pr)为粒子群算法中粒子的适应度函数，F(Pr)为输电线路年净收益。
粒子群算法流程如下：
(1)初始化粒子群，包括种群规模N，每个粒子的位置xi和速度vi的初始化；对粒子群的初始化为对决策变量进行初始化，所述的决策变量为每条输电线路的输电容量[P1,P2,P3...Pn]。
假设在一个D维的目标搜索空间中，由n个粒子组成一个群落，其中第f个粒子表示一个D维的向量，Xf代表粒子的位置、D代表空间的维数。
Xf＝(xf1,xf2,···,xfD),f＝1,2,...,N (13)
第f个粒子的“飞行”速度也是一个D维的向量，其速度Vf记为：
Vf＝(vf1,vf2,···,vfD),f＝1,2,...,N (14)
随机生成初始化粒子位置和速度；
(2)根据适应度函数计算每个粒子的适应度值Fit[i]；
(3)迄今为止搜素到第f个粒子的最优位置称为个体极值，记为：pbest＝(pf1,pf2,···,pfD)；
其中，pbest为第f个粒子的最优位置，pf1,pf2,···,pfD为D维空间中粒子历史最优位置，f代表第f个粒子。
整个粒子群迄今为止搜索到的最优位置称为全局极值，记为：
gbest＝(pg1,pg2,···,pgD)……………………………..(15)
其中，gbest粒子群体的最优位置，pg1,pg2,···,pgD为整个粒子群体历史最优位置。
对每个粒子，用它的适应度值Fit[i]和个体极值pbest(i)比较，如果Fit[i]＜pbest(i)，则用Fit[i]替换pbest(i)；
用每个粒子的适应度值Fit[i]和全局极值gbest比较，如果Fit[i]＜gbest，则用Fit[i]代替gbest；
(4)在找到这两个最优值时，粒子根据下述式(16)和式(17)来更新自己的速度和位置：
vfd＝χ×[w×vfd+c1r1(pfd-xfd)+c2r2(pgd-xgd)] (16)
xfd＝xfd+vfd (17)
其中，c1和c2为学习因子，也称加速度常数，r1和r2为[0,1]范围内的均匀随机数，w为惯性权值，χ为收敛因子，vfd是粒子的速度，pfd是粒子的历史最优位置，xfd为粒子最开始的位置，pgd整个粒子群体最优位置。
(5)通过迭代，如果相邻两次迭代的适应度值的误差在设定的误差范围内，便可认为在这个误差范围内已经找到了最优解，即minY，便认为满足结束条件，可以退出运算，或者达到最大循环次数，也可退出运算，否则返回步骤(2)。
最终得到该函数的解即为满足“输电线路净发电收益最大”的条件下的输电线路最优输电容量规划方案。
Claims (4)
1.一种互联输电通道容量规划方法，其特征在于，所述的规划方法通过电网互联，在负荷输电安全的条件下将电力从一个区域可靠输送到另外一个区域；采用双层嵌套的方式，内层模型为：对输电系统进行全年时序仿真，以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，综合考虑输电安全行为约束，模拟输电系统的时序运行过程，得到互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息；外层模型基于时序仿真中得到的数据指标，计算不同互联方案的净发电利润；最后利用改进粒子群算法对不同输电容量方案下的净发电收益值进行计算，选取净发电收益最大的方案作为互联输电线路容量规划方案。
2.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，首先对输电网络进行全年的时序模拟，综合考虑风光出力特性、负荷特性、机组调峰特性等，建立常规电源、水电、风电、太阳能发电等多种发电机组模型，模拟时序发电出力曲线，考虑“系统电力平衡”、“线路输电安全”、“各机组出力约束”等输电安全约束，以电网的新能源接纳能力最大为目标函数，全面展现出规划方案中电力系统在未来时段的运行状况，得到互联系统各个小时的电源出力、互联线路潮流等信息；
上式中，为节点i在t时段电网接纳的风电出力，为节点n在时段电网接纳的光伏出力；
输电安全约束主要考虑“系统电力平衡”、“线路输电安全”、“各机组出力约束”；
|Pr|≤(m0+mi)Pr,max (3)
Pjmin≤Pj(t)≤Pjmax (4)
公式(2)为系统电力平衡约束，式中，Pg为节点i的电源出力，Pd为节点i的负荷，Pr为输电线路r的传输功率，n为节点数，m为输电线路数量；
公式(3)为输电安全约束，式中，Pr为输电线路的传输功率，Pr,max为单条线路r传输的最大有功功率，m0为原有输电线路的数量，mi为新建输电线路的数量；
公式(4)为各机组出力约束，式中，Pj(t)为发电机组在t时段的发电功率，Pjmin、Pjmax分别为发电机组j的发电功率的上限约束和下限约束。
3.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，以各个互联输电通道的输电容量为寻优变量，建立“互联输电通道容量规划”的数学模型；考虑输电系统的发电利润，延缓电网改造取得的收益，投资成本以及线路运维检修费用，以输电系统的净发电利润最大为目标，步骤如下：
取净发电收益最大为目标函数：
maxF＝max[(CF+CY)-(CT+CW)] (5)
上式中，F为输电线路年净收益，maxF为输电线路年最大收益，CF为输电线路年发电收益，CY为由于区域之间共享成本较低的发电资源，延缓电网改造取得的年收益，CT为考虑输电线路的全寿命周期的年平均投资费用，CW为年度运维检修费用；
(1)首先，根据各地区能源结构、电力结构综合评估该地区的电价；对于电网互联，电价的评估是系统规划方案的一项重要指标；电价的表达式如下：
上式中α为t时段的评估电价，αl为第l种发电资源的测算电价，Sl为第l种发电资源在时段的发电功率，l为发电资源类型,L为发电资源的种类；
(2)计算互联输电通道的发电利润
电网互联将低成本的电力输送到电力价格昂贵的负荷中心，所以互联输电通道的发电利润主要为互联地区之间的电价差值带来的效益；
输电线路的年发电收益为：
上式中，CF为输电线路年发电收益，αr为第r条输电线路在t时段送端的电价，βr为第r条输电线路在t时段受端的电价，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，i为社会折现率，N为投资输电线路的可运行年限；
(3)计算延缓电网改造取得的收益
随着经济的发展，电力需求增大，配套的电力设备同样需要升级扩容，实现地区之间的电网互联，扩大电网规模，可有效降低全网的综合最大负荷；而且，由于互联产生的地区间的备用容量能够使各个地区减少对后续发电容量的需求，运行和维护成本减少，从而减少电网投资费用；延缓电网改造取得的收益为：
上式中，CY为延缓电网改造取得的年收益，Cinv为电网升级单位容量所需的一次性投资成本；ir为通货膨胀率；id为贴现率，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率；
(4)计算新建电网互联工程的建设费用
在新建电网互联工程中，建设投资费用主要包括输电线路与变电站设施的造价；
输电通道投资费用计算公式为：
C0＝C0l×L+C0b×P (9)
则年度平均投资费用为：
上述式中，CT为年度平均投资费用，C0为输电通道初始一次性总投资，C0l为单位长度的输电线路投资成本，L为输定线路长度，C0b为变电站某一电压等级下单位容量的变电站的投资成本，P为变电站的容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率，为等年值的系数；
(5)计算年度检修运维成本
年度检修运维成本是指电网资产大修、抢修、日常检修和运行所产生的人工费、材料费、修理费以及资产运行损耗费用，包含年度运行检修成本、年度运行损耗成本，则：
上式中，CW为年度运维检修费用，ξ为年度运行检修费用系数，其取值应综合考虑电网资产大修、抢修、日常检修和运行所产生的人工费、材料费、资产运行损耗费用和电网工作人数及平均工资水平等，η为输电电网的综合线损率，其取值应综合考虑地区经济发展水平、负荷水平、电压等级及输电线路长度等，Pr为第r条输电线路在t时段输电通道传输容量，m为输电线路数量，N为投资输电线路的可运行年限，i为社会折现率，αr为第r条输电线路在t时段送端的电价。
4.根据权利要求1所述的规划方法，其特征在于，基于时序模拟仿真方法及流程，利用带有惯性权重与收敛因子的粒子群算法对输电线路模型函数maxF(Plin)进行求解，该函数的解即为满足“输电线路净收益最大”的条件下的输电线路最优输电容量配置。
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