CN111415041B - 一种评价电网规划方案经济性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种评价电网规划方案经济性的方法，包括下列步骤：确定电力系统的现装机容量，根据现装机容量，对电力系统进行中长期负荷预测，获得不同条件下的负荷预测曲线；制定电网规划建设方案，同时构建电力系统的检修计划；构建电力系统购电最低成本函数；构建电力系统的功率平衡约束条件、新能源出力约束条件、发电机组最小开停机时间约束条件、发电机组开机成本约束条件、线路及断面潮流约束条件；将上述条件输入GOPT系统中进行模拟仿真，获得电网规划建设方案的可变运行成本、启停成本。

Description

一种评价电网规划方案经济性的方法

技术领域

本发明涉及电网规划技术领域，尤其涉及一种评价电网规划方案经济性的方法。

背景技术

电网规划的目的是以尽可能少的投资找出系统运行性能尽可能好的电网建设方案以满足电力系统未来负荷需求。目前，系统运行性能评价大多以提高电网安全水平为出发点，相关方面已经取得了丰富的研究成果，包括：(1)典型运行方式分析技术；(2)电力系统随机生产模拟技术。但是，已有成果用于指导实际电网生产时发现，随着电网安全水平的提高，电网建设投资的规模会逐步加大。两者中间如何找到平衡点，并未见到成熟的研究成果得到应用。

所以，研究并提出评价电网规划方案经济性的方法，用于指导电网规划建设和系统运行，具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种评价电网规划方案经济性的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种评价电网规划方案经济性的方法，包括下列步骤：

S1、确定电力系统的现装机容量，根据现装机容量，对电力系统进行中长期负荷预测，获得不同条件下的负荷预测曲线；

S2、制定电网规划建设方案，同时构建电力系统的检修计划；

S3、构建电力系统购电最低成本函数；

S4、构建电力系统的功率平衡约束条件、新能源出力约束条件、发电机组最小开停机时间约束条件、发电机组开机成本约束条件、线路及断面潮流约束条件；

S5、将不同条件下的负荷预测曲线、电力系统的电网规划建设方案、电力系统的检修计划、电力系统购电最低成本函数、电力系统的功率平衡约束条件、新能源出力约束条件、发电机组最小开停机时间约束条件、发电机组开机成本约束条件、线路及断面潮流约束条件输入GOPT系统中进行模拟仿真，获得电网规划建设方案的可变运行成本、启停成本。

优选的，所述对电力系统进行中长期负荷预测包括：电力系统内负荷中长期预测、电力系统内风电中长期负荷预测、电力系统内光电中长期负荷预测。

优选的，所述电力系统内负荷中长期预测包括下列步骤：

统计电力系统在365天内的历史日电量、历史年总电量、历史年最大负荷，并根据365天内的历史日电量构建历史负荷曲线；

确定电力系统在下一365天内的目标年总电量、目标年最大负荷，将“目标年总电量/历史年总电量”作为第一系数，由历史年负荷曲线与所述第一系数的乘积获得第一目标年负荷曲线；

将“目标年最大负荷/历史年最大负荷”作为第三系数，以日期为单位，筛选出目标年负荷曲线中大于目标年最大负荷的数值，并建立第二目标年负荷曲线，由第二目标年负荷曲线与所述第二系数的乘积获得第三目标年负荷曲线。

优选的，所述电力系统内风电中长期负荷预测包括：统计电力系统的历史年风电装机量，并获取风电场的历史出力曲线；

确定风电场的目标年装机量，将“目标年装机量/历史年风电装机量”作为第四系数，由历史出力曲线与所述第四系数的乘积获得目标年风电出力曲线。

优选的，所述电力系统内光电中长期负荷预测包括：统计电力系统的历史年光电装机量，并获取光电场的历史出力曲线；

确定光电场的目标年装机量，将“目标年装机量/历史年光电装机量”作为第五系数，由历史出力曲线与所述第五系数的乘积获得目标年光电出力曲线。

优选的，所构建的电力系统购电最低成本函数包括：

式中，C_i(·)表示机组i的发电成本曲线，p_i，t表示机组i在t时刻的安排出力，s_i，t表示机组i在t时刻的启停成本，w_j，t表示风电场j在第t时段预测出力，p_i，t表示风电场j在第t时段发电出力，d^d _m，t为表示节点m在第t时段的切负荷值，θ表示惩罚系数，Ω_TH表示火电机组集合，Ω_CHP表示风电机组集合，Ω_GT表示燃机集合，Ω_H表示水电机组集合，Ω_W表示风电机组集合，Ω表示所有机组的总集合。

优选的，，所述电力系统的功率平衡约束条件包括：

所述新能源出力约束条件包括：0≤p_i，t≤w_j，tt＝1，2，...，T，j∈Ω_W；

所述发电机组最小开停机时间约束条件包括：

所述发电机组开机成本约束条件包括：

s^on _i，t＞o^on _i*(u_i，t-u_i，t-1)，s^on _i，t≥0

t＝1，2，…，T，i∈{Ω_TH，Ω_CHP，Ω_H}

所述线路及断面潮流约束条件包括：

在上式中，在上式中，Ω_PHS表示抽蓄机组集合，p^PHS _j，t表示抽蓄机组j在t时刻安排的抽水负荷，d_m，t表示节点m在第t时段的负荷预测值，t^on _-i/t^off _-i表示机组i最短开机/停机时间，s^on _i，t表示机组i在第t时段启停成本，o^on _i表示机组i单次开机成本，表示线路1潮流约束。

与现有技术相比，本发明达到的有益效果如下：

本发明提供的一种评价电网规划方案经济性的方法，可以详细评价规划方案的技术合理性(线路负载率分布)和电网经济性，给电网规划人员全面量化的决策信息，意义重大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种评价电网规划方案经济性的方法的流程图。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。

参见图1，一种评价电网规划方案经济性的方法，包括下列步骤：

S1、确定电力系统的现装机容量，根据现装机容量，对电力系统进行中长期负荷预测，获得不同条件下的负荷预测曲线；

所述对电力系统进行中长期负荷预测包括：电力系统内负荷中长期预测、电力系统内风电中长期负荷预测、电力系统内光电中长期负荷预测。

电力系统内负荷中长期预测包括下列步骤：

统计电力系统在365天内的历史日电量、历史年总电量、历史年最大负荷，并根据365天内的历史日电量构建历史负荷曲线；

规划确定电力系统在下一365天内的目标年总电量、目标年最大负荷，将“目标年总电量/历史年总电量”作为第一系数，由历史年负荷曲线与所述第一系数的乘积获得第一目标年负荷曲线；

将“目标年最大负荷/历史年最大负荷”作为第三系数，以日期为单位，筛选出目标年负荷曲线中大于目标年最大负荷的数值，并建立第二目标年负荷曲线，由第二目标年负荷曲线与所述第二系数的乘积获得第三目标年负荷曲线。

而所述电力系统内风电中长期负荷预测包括：统计电力系统的历史年风电装机量，并获取风电场的历史出力曲线；

确定风电场的目标年装机量，将“目标年装机量/历史年风电装机量”作为第四系数，由历史出力曲线与所述第四系数的乘积获得目标年风电出力曲线。

所述电力系统内光电中长期负荷预测包括：统计电力系统的历史年光电装机量，并获取光电场的历史出力曲线；

确定光电场的目标年装机量，将“目标年装机量/历史年光电装机量”作为第五系数，由历史出力曲线与所述第五系数的乘积获得目标年光电出力曲线

S2、制定电网规划建设方案，同时规划构建电力系统的检修计划；

S3、构建电力系统购电最低成本函数；

所构建的电力系统购电最低成本函数包括：

式中，C_i(·)表示机组i的发电成本曲线，p_i，t表示机组i在t时刻的安排出力，s_i，t表示机组i在t时刻的启停成本，w_j，t表示风电场j在第t时段预测出力，p_i，t表示风电场j在第t时段发电出力，d^d _m，t为表示节点m在第t时段的切负荷值，θ表示惩罚系数，Ω_TH表示火电机组集合，Ω_CHP表示风电机组集合，Ω_GT表示燃机集合，Ω_H表示水电机组集合，Ω_W表示风电机组集合，Ω表示所有机组的总集合。

S4、构建电力系统的功率平衡约束条件、新能源出力约束条件、发电机组最小开停机时间约束条件、发电机组开机成本约束条件、线路及断面潮流约束条件；

其中，所构建的所述电力系统的功率平衡约束条件包括：

所述新能源出力约束条件包括：0≤p_i，t≤w_j，tt＝1，2，...，T，j∈Ω_W；

所述发电机组最小开停机时间约束条件包括：

所述发电机组开机成本约束条件包括：

s^on _i，t＞o^on _i*(u_i，t-u_i，t-1)，s^on _i，t≥0

t＝1，2，…，T，i∈{Ω_TH，Ω_CHP，Ω_H}

所述线路及断面潮流约束条件包括：

在上式中，在上式中，Ω_PHS表示抽蓄机组集合，p^PHS _j，t表示抽蓄机组j在t时刻安排的抽水负荷，d_m，t表示节点m在第t时段的负荷预测值，t^on _-i/t^off _-i表示机组i最短开机/停机时间，s^on _i，t表示机组i在第t时段启停成本，o^on _i表示机组i单次开机成本，表示线路1潮流约束。

S5、将第一目标年负荷曲线、第三目标年负荷曲线、目标年风电出力曲线、目标年光电出力曲线、电力系统的电网规划建设方案、电力系统的检修计划、电力系统购电最低成本函数、电力系统的功率平衡约束条件、新能源出力约束条件、发电机组最小开停机时间约束条件、发电机组开机成本约束条件、线路及断面潮流约束条件输入GOPT系统中进行模拟仿真，最终获得电网规划建设方案的可变运行成本、启停成本，对可变运行成本以及启停成本进行预设分析，对无法通过经济性评价的规划方案，调整规划方案内容，其它边界条件不变，再次进行运行模拟仿真；对通过经济性评价的规划方案，纳入项目库。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (7)

1.一种评价电网规划方案经济性的方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、确定电力系统的现装机容量，根据现装机容量，对电力系统进行中长期负荷预测，获得不同条件下的负荷预测曲线；

S2、制定电网规划建设方案，同时构建电力系统的检修计划；

S3、构建电力系统购电最低成本函数；

S4、构建电力系统的功率平衡约束条件、新能源出力约束条件、发电机组最小开停机时间约束条件、发电机组开机成本约束条件、线路及断面潮流约束条件；

S5、将不同条件下的负荷预测曲线、电力系统的电网规划建设方案、电力系统的检修计划、电力系统购电最低成本函数、电力系统的功率平衡约束条件、新能源出力约束条件、发电机组最小开停机时间约束条件、发电机组开机成本约束条件、线路及断面潮流约束条件输入GOPT系统中进行模拟仿真，获得电网规划建设方案的可变运行成本、启停成本。

2.根据权利要求1所述的一种评价电网规划方案经济性的方法，其特征在于，所述对电力系统进行中长期负荷预测包括：电力系统内负荷中长期预测、电力系统内风电中长期负荷预测、电力系统内光电中长期负荷预测。

3.根据权利要求2所述的一种评价电网规划方案经济性的方法，其特征在于，所述电力系统内负荷中长期预测包括下列步骤：

统计电力系统在365天内的历史日电量、历史年总电量、历史年最大负荷，并根据365天内的历史日电量构建历史负荷曲线；

确定电力系统在下一365天内的目标年总电量、目标年最大负荷，将“目标年总电量/历史年总电量”作为第一系数，由历史年负荷曲线与所述第一系数的乘积获得第一目标年负荷曲线；

将“目标年最大负荷/历史年最大负荷”作为第三系数，以日期为单位，筛选出目标年负荷曲线中大于目标年最大负荷的数值，并建立第二目标年负荷曲线，由第二目标年负荷曲线与所述第三系数的乘积获得第三目标年负荷曲线。

4.根据权利要求2所述的一种评价电网规划方案经济性的方法，其特征在于，所述电力系统内风电中长期负荷预测包括：统计电力系统的历史年风电装机量，并获取风电场的历史出力曲线；

确定风电场的目标年装机量，将“目标年装机量/历史年风电装机量”作为第四系数，由历史出力曲线与所述第四系数的乘积获得目标年风电出力曲线。

5.根据权利要求2所述的一种评价电网规划方案经济性的方法，其特征在于，所述电力系统内光电中长期负荷预测包括：统计电力系统的历史年光电装机量，并获取光电场的历史出力曲线；

确定光电场的目标年装机量，将“目标年装机量/历史年光电装机量”作为第五系数，由历史出力曲线与所述第五系数的乘积获得目标年光电出力曲线。

6.根据权利要求1所述的一种评价电网规划方案经济性的方法，其特征在于，所构建的电力系统购电最低成本函数包括：

式中，C_i(·)表示机组i的发电成本曲线，p_i，t表示机组i在t时刻的安排出力，s_i，t表示机组i在t时刻的启停成本，w_j，t表示风电场j在第t时段预测出力，p_j，t表示风电场j在第t时段发电出力，d^d _m，t为表示节点m在第t时段的切负荷值，θ表示惩罚系数，Ω_TH表示火电机组集合，Ω_CHP表示风电机组集合，Ω_GT表示燃机集合，Ω_H表示水电机组集合，Ω_W表示风电机组集合，Ω表示所有机组的总集合。

7.根据权利要求6所述的一种评价电网规划方案经济性的方法，其特征在于，所述电力系统的功率平衡约束条件包括：

所述新能源出力约束条件包括：0≤p_i，t≤w_j，tt＝1，2，...，T，j∈Ω_W；

所述发电机组最小开停机时间约束条件包括：

t＝1，2，...，T，i∈{Ω_TH，Ω_CHP，Ω_H}

所述发电机组开机成本约束条件包括：

s^on _i，t＞o^on _i*u_i，t-u_i，t-1)，s^on _i，t≥0

t＝1，2，…，T，i∈{Ω_TH，Ω_CHP，Ω_H}

所述线路及断面潮流约束条件包括：

在上式中，Ω_PHS表示抽蓄机组集合，p^PHS _j，t表示抽蓄机组j在t时刻安排的抽水负荷，d_m，t表示节点m在第t时段的负荷预测值，t^on _-i/t^off _-i表示机组i最短开机/停机时间，s^on _i，t表示机组i在第t时段启停成本，o^on _i表示机组i单次开机成本，表示线路1潮流约束。