CN113141022B - 一种交直流混联受端电网结构优化方法 - Google Patents

一种交直流混联受端电网结构优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种交直流混联受端电网结构优化方法，包括：确定待优化的受端电网，收集规划基准年和目标年数据；初步分析新建直流落点、类型和接入方式，生成待选变电站和线路集；建立交直流混联受端电网的两层结构优化模型；输入不同的边界条件，采用Benders分解法对结构优化模型进行求解，获取候选优化方案；采用多层次分析法对候选优化方案进行综合评估，确定最终的结构优化方案。本发明能够提高电网结构规划方案的科学性，实现安全稳定、能源消纳和经济性目标的协调。

Description

一种交直流混联受端电网结构优化方法
技术领域
本发明涉及电力系统规划和运行领域，具体是一种交直流混联受端电网结构优化方法。
背景技术
我国一次能源与负荷呈逆向分布，为了满足送端的能源送出和受端用电需求，大容量直流输电技术得到广泛应用，东中部地区直流多馈入受端电网的特征突出。一方面交流与常规/柔性直流相互作用，系统稳定特性较之前发生了显著变化，电压稳定、功角稳定等安全稳定问题突出；另一方面，能源转型的推进使得新能源快速发展，新能源消纳水平已经成为电网发展重要评价指标。系统的安全稳定水平和能源消纳水平均与电网结构强相关。目前，传统交直流电网结构优化方法研究重点考虑常规直流，采用多馈入短路比等指标进行研究并提出直流落点方式及交流网架构建方法，对我国受端电网电力电子化特征的适应性不足，也无法满足受端电网大规模新能源和多样化直流电力统筹消纳的需求。
交直流混联受端电网的结构优化，既需要考虑减少潮流穿越、降低常规直流换相失败、控制短路电流等安全性目标，也要考虑新能源消纳能力和经济性成本，属于复杂的多目标规划问题。因此，如何总综合考虑多种因素，合理优化直流落点区域、组团方式和交流电网拓扑结构，提出面向交直流混联受端电网的结构优化技术与方法是目前电网规划领域亟需解决的问题。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种交直流混联受端电网结构优化方法，包括以下步骤：
步骤1、确定待优化的受端电网，收集规划基准年和目标年数据，包括基准年电源、负荷、网架数据，目标年规划电源、预测负荷和新建变电站选址；
步骤2、基于步骤1中的基准年和目标年数据，初步分析直流落点、类型和接入方式，生成待选变电站和线路集；
步骤3、基于步骤1中的基准年和目标年数据、步骤2中的待选变电站和线路集，建立交直流混联受端电网的两层结构优化模型，所述两层结构优化模型的主问题为最低成本电网规划问题，子问题1为安全性校核，子问题2为考虑新能源消纳的最优运行问题；
步骤4、输入不同的边界条件，采用Benders分解法对步骤3中的结构优化模型进行求解，获取候选优化方案以及方案对应的等额年支付成本和全年新能源消纳率；
步骤5、建立候选方案的综合评估指标体系，包括等额年支付成本、全年新能源消纳率、短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和，采用多层次评价分析法对候选优化方案进行综合评估，确定最终的结构优化方案。
所述步骤2中，初步分析新建直流落点、类型和接入方式，具体方法为：
(1)考虑目标年电力平衡需求和减少多直流换同时相失败风险，待选线路集中新建直流应落点至电力缺额较大、具有一定结构强度的区域；
(2)根据新建直流输电容量和电压等级，考虑故障隔离需求，待选线路集中新建直流类型可选择常规直流、柔性直流或者混合输电方式；
(3)根据基准年电网短路电流水平和电网结构，待选线路集中新建直流的接入方式可选择单分层接入、分层接入和分端接入。
所述步骤3中，建立交直流混联受端电网的两层输电网结构优化模型，主问题为最低成本电网规划问题，以系统建设等额年金成本最小为目标函数，约束条件为投资成本约束，决策变量为线路投运状态，具体形式为：
以等额年支付成本最小作为主问题的目标函数，包括投资建设成本等年值与年运行费用，具体形式为
min F＝FINV+FM
Figure BDA0003067251760000021
式中，F为等额年支付成本；FINV表示投资建设费用，包括交直流线路建设费用和换流站建设费用；FCON表示换流站建设费用；r为折现率；n为工程使用年限；NL表示待建线路集合；Cj为线路j建设费用；Zj为线路j投运状态；FM表示运行费用；
投资成本约束
Figure BDA0003067251760000031
Figure BDA0003067251760000032
式中，FL,max为允许的线路建设投资成本上限；Lj为线路j长度；Lmax为允许的扩展线路长度上限。
所述步骤3中，建立交直流混联受端电网的两层输电网结构优化模型，子问题1安全性校核的约束条件包括，多个场景的N-1安全约束、短路电流约束、多馈入有效短路比约束、电网均衡度约束，具体形式为：
场景s下的N-1安全约束：
PGs-PDs＝B·θs
PLs＝AL·θLs
PL,max-≤PLs≤PL,max+
PG,min≤PGs≤PG,max
式中参数取自场景s下N-1故障后的数值，PGs、P分别表示节点电源功率、节点负荷功率向量；B为节点电纳矩阵；θs为节点电压相角向量；PLs为交流线路有功潮流向量；AL为电网的交流线路电纳对角矩阵；θLs为交流线路相角差向量；PL,max+、PL,max-为线路正向、反向最大传输功率向量；PGs为节点发电机出力向量，PG,min和P,Gmax分别为发电机组最小、最大输出功率向量；
短路电流约束：
Ii,max＜Ii,E,i∈ΩB
式中，Ii,E为变电站母线i处断路器额定开断电流，Ii,max为变电站母线i可能流过的最大短路电流；ΩB为研究区域变电站母线集合；
多馈入有效短路比约束：
MESCRj≥2 j∈ΩC
式中，MESCRj为换流站j的多馈入有效短路比；ΩC为研究区域换流站集合；
电网结构均衡度约束：
σ≤σmax
式中，σ表示线路利用率标准差，σmax表示利用率标准差指标的上限值。
所述步骤3中，建立交直流混联受端电网的两层输电网结构优化模型，子问题2考虑新能源消纳的最优运行问题，目标函数为年运行费用最小，约束条件包括系统运行约束、新能源机组运行约束和常规机组运行约束，决策变量为常规机组出力和新能源出力，具体形式为：
Figure BDA0003067251760000041
其中，T为运行周期的总时段数；M为电站总数；fi,t表示电站i在t时段的运行成本；
Figure BDA0003067251760000042
为风电、光伏等新能源电站在t时段的弃电惩罚费用；
Figure BDA0003067251760000043
为t时段的缺电损失费；
系统运行约束：
∑Pi,t+∑Pl,t＝Pt L
∑Ei,t+∑El,t＝Et
∑RRi,t≥RRmin,t
Pl,max-≤Pl,t≤Pl,max+
∑Eji≤Ejmax
式中，∑Pi,t为各电站i在t时段的发电出力；Pl,t为线路l在t时段送入系统的电力；Pt L为t时段的系统负荷；Ei,T为各电站i在运行时段t的发电量；El,T为线路l在运行时段t送入系统的电量；ET为运行时段t的预测负荷电量；RRi,t为电站i在t时段承担备用容量，RRmin,t为系统在t时段的备用容量和备用容量下限；Pl,max-、Pl,max+分别为线路l的正向、反向最大输电容量；Eji、Ejmax分别为电站i第j类大气污染(CO2、SO2、NOx以及烟尘等)排放量和排放上限；
新能源机组运行约束：
0≤PW,t≤PW,max
ηE＝(EW-EWQ)/EW
ηE≥ηE,min
式中，PW,t为新能源在时刻t的出力，PW,max为新能源电站额定装机容量；EW、EWQ分别为新能源机组在运行周期内的发电量和强迫弃电量；ηE为全年新能源消纳率；ηE,min为系统要求的最小新能源消纳率；
常规机组运行约束：
Figure BDA0003067251760000051
式中，
Figure BDA0003067251760000052
为表征电站i是否处于运行状态的0-1变量，开机状态下为1，停机状态下为0；
Figure BDA0003067251760000053
分别为电站i的最大、最小技术出力；ri r、ri d分别为电站i的向上、向下爬坡上限；
Figure BDA0003067251760000054
为电站i的最小开、停机时间。
所述步骤4中，采用Benders分解法对步骤3中的结构优化模型进行求解，具体为：
(41)输入模型参数和迭代次数k；
(42)求解主问题，得到主问题下界解LB以及主问题变量的取值；
(43)求解子问题1，若无解，生成安全可行性割集并将其加入主问题，更新主问题下界解LB，若有解，进入(44)；
(44)求解子问题2，若无解，生成最优运行割集并将其加入主问题，更新主问题下界解LB，若有解，进入(45)；
(45)根据所有子问题的解，更新主问题上界解UB；
(46)判断上界解与下界解是否满足UB-LB≤ξ，ξ表示收敛阈值；若满足，则结束计算；否则生成主问题最优割集并将其纳入主问题，进行第k+1次迭代。
所述步骤5中，建立候选方案的综合评估指标体系，包括等额年支付成本、全年新能源消纳率、短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和，采用多层次评价分析法对候选优化方案进行综合评估，确定最终的结构优化方案，具体步骤为：
(51)计算各候选结构优化方案的短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和；
(52)对候选优化方案的7个评估指标进行归一化处理，包括短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、全年新能源消纳率、等额年支付成本、潮流穿越总和；
(53)采用层次分析法确定7个指标的目标函数权值评分矩阵；
(54)基于线性加权和法建立结构优化方案评估的目标函数，具体形式为
Figure BDA0003067251760000061
其中
Figure BDA0003067251760000062
式中，f1(x)为短路电流平均裕度、f2(x)为多馈入有效短路比均值、f3(x)为换相失败风险度、f4(x)为直流功率丢失比例均值、f5(x)为全年新能源消纳率、f6(x)为等额年支付成本，f7(x)为潮流穿越总和，其权系数分别为w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7；
(55)选择目标函数值最小的方案作为最终的结构优化方案。
进一步地，短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和的具体计算方法为：
Figure BDA0003067251760000063
Figure BDA0003067251760000064
Figure BDA0003067251760000065
Figure BDA0003067251760000066
Figure BDA0003067251760000067
式中，Imar为短路电流平均裕度，Nb1为关注区域中变电站母线最大短路电流超过门槛值的变电站数量；Mavr为多馈入有效短路比均值，Nc为换流站个数；Rcf为换相失败风险度，mj为受端电网中导致j回直流同时换相失败的三相短路故障数量；Kploss为直流功率丢失比例均值，Ploss，i表示母线i三相接地短路故障导致丢失的直流功率，PDCsum表示电网受入外来直流功率之和，Nb2为关注区域中引起直流功率丢失比例超过门槛值的母线数量；PT,sum为潮流穿越总和，PTk为大负荷方式下第k个分区联络断面交换功率，NT为受端电网结构优化关注的分区联络断面数量。
进一步地，评估指标进行归一化处理方法为，将多馈入有效短路比均值单独用τ表示，将短路电流平均裕度和新能源消纳率用η表示；将换相失败风险度、直流功率丢失比例平均值、等额年支付成本和潮流穿越总和用μ表示，归一化表达式如下所示：
Figure BDA0003067251760000071
式中，τmax、τmin、μmax、μmin、ηmax、ηmin分别为各指标的最大值与最小值，τmargin为多馈入有效短路比的门槛值。
本发明提供一种交直流混联受端电网结构优化方法，应用于受端电网规划中，可产生如下效果：
1、考虑了规划层模型与运行层模型的目标函数与约束条件建立交直流混联受端电网结构优化的数学模型，将电网的规划与运行结合起来，能够保障结构优化方案的合理性、有效性。
2、以短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和、等额年支付成本、全年新能源消纳率等量化指标，能够直观有效结构优化方案的安全性、经济性和能源消纳水平。
3、通过结构优化模型得到的是满足基本约束的候选结构优化方案，对候选结构优化方案进行综合评估后确定最终方案，既能减少规划人员工作量，专家经验也能得到应用，使得该方法在实际应用中具有更大的可行性。
附图说明
图1是本发明一种交直流混联受端电网结构优化方法其中一个实施例的流程图；
图2是本发明实施例中待优化电网结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种交直流混联受端电网结构优化方法，如图1所示，包括以下步骤。
(1)确定待优化的受端电网，收集规划基准年和目标年数据
确定某省东部电网作为研究对象，2023年为规划基准年，2025年为规划目标年，待优化电网基准年的电网结构如图2所示。
(2)初步分析直流落点、组团方式和接入方案，生成待选变电站和线路集
根据规划目标年预测的分区电力平衡情况、受端电网结构特点、现有直流落点情况和短路电流水平，确定新建一回直流落点受端电网南部，额定输电容量800万千瓦，额定电压±800千伏。直流类型考虑LCC以及混合直流输电两种形式。直流接入方式接入形式考虑单层接入和分端接入两种方式。
(3)建立交直流混联受端电网的两层结构优化模型，主问题为最低成本电网规划问题，子问题1为安全性校核，子问题2为考虑新能源消纳的最优运行问题
交直流混联受端电网的两层结构优化模型，主问题以等额年支付成本最小为目标函数，约束条件为线路投运约束和投资成本约束，决策变量包括交流电网拓扑结构、直流落点及组团方式。子问题1安全性校核的约束条件包括，多个场景的N-1安全约束、短路电流约束、多馈入有效短路比约束、电网均衡度约束。子问题2考虑新能源消纳的最优运行问题，以全年运行费用最小为目标函数，约束条件包括系统运行约束、新能源机组运行约束和常规机组运行约束，决策变量为常规机组出力和新能源出力。
(4)输入不同的边界条件，采用Benders分解法对步骤(3)中的结构优化模型进行求解，获取候选优化方案以及方案对应的等额年支付成本和全年新能源消纳率。
根据换流器类型、直流是否分端、是否新建特高压交流形成6种模型输入条件，采用采用Benders分解法求解结构优化模型，得到的候选结构优化方案及方案对应的等额年支付成本和全年新能源消纳率如表1所示。
表1结构优化模型计算结果
Figure BDA0003067251760000081
Figure BDA0003067251760000091
(5)建立候选方案的综合评估指标体系，包括等额年支付成本、全年新能源消纳率、短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和，采用多层次评价分析法对候选优化方案进行综合评估，确定最终的结构优化方案
1)计算各候选结构优化方案的短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和。
2)对候选优化方案的7个评估指标进行归一化处理，指标归一化处理结果如表2所示。
表2候选优化方案的指标归一化处理结果
Figure BDA0003067251760000092
3)根据专家经验对确定指标的相对重要关系，根据重要性关系形成考虑7个指标的目标函数权值评分矩阵：
Figure BDA0003067251760000101
计算得到7个指标的权值w＝[0.240 0.240 0.160 0.160 0.102 0.062 0.036]。
4)基于线性加权和法建立结构优化方案评估的目标函数，候选方案的目标函数值计算结果如表3所示。
表3候选方案的目标函数值计算结果
优化方案1 优化方案2 优化方案3 优化方案4 优化方案5 优化方案6
0.5974 0.7154 0.6917 0.3609 0.4266 0.2769
5)候选优化方案6的目标函数值最小，作为最终的结构优化方案。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种交直流混联受端电网结构优化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1、确定待优化的受端电网，收集规划基准年和目标年数据，包括基准年电源、负荷、网架数据，目标年规划电源、预测负荷和新建变电站选址；
步骤2、基于步骤1中的基准年和目标年数据，初步分析直流落点、类型和接入方式，生成待选变电站和线路集；
步骤3、基于步骤1中的基准年和目标年数据、步骤2中的待选变电站和线路集，建立交直流混联受端电网的两层结构优化模型，所述两层结构优化模型的主问题为最低成本电网规划问题，子问题1为安全性校核，子问题2为考虑新能源消纳的最优运行问题；
步骤4、输入不同的边界条件，采用Benders分解法对步骤3中的结构优化模型进行求解，获取候选优化方案以及方案对应的等额年支付成本和全年新能源消纳率；
步骤5、建立候选方案的综合评估指标体系，包括等额年支付成本、全年新能源消纳率、短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和，采用多层次评价分析法对候选优化方案进行综合评估，确定最终的结构优化方案；
所述步骤3中，建立交直流混联受端电网的两层输电网结构优化模型，主问题为最低成本电网规划问题，以系统建设等额年金成本最小为目标函数，约束条件为投资成本约束，决策变量为线路投运状态，具体形式为：
以等额年支付成本最小作为主问题的目标函数，包括投资建设成本等年值与年运行费用，具体形式为
minF＝FINV+FM
Figure FDA0003546551990000011
式中，F为等额年支付成本；FINV表示投资建设费用，包括交直流线路建设费用和换流站建设费用；FCON表示换流站建设费用；r为折现率；n为工程使用年限；NL表示待建线路集合；Cj为线路j建设费用；Zj为线路j投运状态；FM表示运行费用；
投资成本约束
Figure FDA0003546551990000021
Figure FDA0003546551990000022
式中，FL,max为允许的线路建设投资成本上限；Lj为线路j长度；Lmax为允许的扩展线路长度上限。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中，初步分析新建直流落点、类型和接入方式，具体方法为：
(1)考虑目标年电力平衡需求和减少多直流换相同时失败风险，待选线路集中新建直流应落点至电力缺额较大、具有一定结构强度的区域；
(2)根据新建直流输电容量和电压等级，考虑故障隔离需求，待选线路集中新建直流类型可选择常规直流、柔性直流或者混合输电方式；
(3)根据基准年电网短路电流水平和电网结构，待选线路集中新建直流的接入方式可选择单分层接入、分层接入和分端接入。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，建立交直流混联受端电网的两层输电网结构优化模型，子问题1安全性校核的约束条件包括，多个场景的N-1安全约束、短路电流约束、多馈入有效短路比约束、电网均衡度约束，具体形式为：
场景s下的N-1安全约束：
PGs-PDs＝B·θs
PLs＝AL·θLs
PL,max-≤PLs≤PL,max+
PG,min≤PGs≤PG,max
式中参数取自场景s下N-1故障后的数值，PGs、PDs分别表示节点电源功率、节点负荷功率向量；B为节点电纳矩阵；θs为节点电压相角向量；PLs为交流线路有功潮流向量；AL为电网的交流线路电纳对角矩阵；θLs为交流线路相角差向量；PL,max+、PL,max-为线路正向、反向最大传输功率向量；PG,min和PG,max分别为发电机组最小、最大输出功率向量；
短路电流约束：
Ii,max＜Ii,E,i∈ΩB
式中，Ii,E为变电站母线i处断路器额定开断电流，Ii,max为变电站母线i可能流过的最大短路电流；ΩB为研究区域变电站母线集合；
多馈入有效短路比约束：
MESCRj≥2 j∈ΩC
式中，MESCRj为换流站j的多馈入有效短路比；ΩC为研究区域换流站集合；
电网结构均衡度约束：
σ≤σmax
式中，σ表示线路利用率标准差，σmax表示利用率标准差指标的上限值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中，建立交直流混联受端电网的两层输电网结构优化模型，子问题2考虑新能源消纳的最优运行问题，目标函数为年运行费用最小，约束条件包括系统运行约束、新能源机组运行约束和常规机组运行约束，决策变量为常规机组出力和新能源出力，具体形式为：
Figure FDA0003546551990000031
其中，T为运行周期的总时段数；M为电站总数；fi,t表示电站i在t时段的运行成本；
Figure FDA0003546551990000032
为风电、光伏新能源电站在t时段的弃电惩罚费用；
Figure FDA0003546551990000033
为t时段的缺电损失费；
系统运行约束：
∑Pi,t+∑Pl,t＝Pt L
∑Ei,t+∑El,t＝Et
∑RRi,t≥RRmin,t
Pl,max-≤Pl,t≤Pl,max+
∑Eji≤Ejmax
式中，∑Pi,t为各电站在t时段的发电出力之和；Pl,t为线路l在t时段送入系统的电力；Pt L为t时段的系统负荷；Ei,T为各电站i在运行时段t的发电量；El,T为线路l在运行时段t送入系统的电量；ET为运行时段t的预测负荷电量；RRi,t为电站i在t时段承担备用容量，RRmin,t为系统在t时段的备用容量和备用容量下限；Pl,max+、Pl,max-分别为线路l的正向、反向最大输电容量；Eji、Ejmax分别为电站i第j类大气污染排放量和排放上限；
新能源机组运行约束：
0≤PW,t≤PW,max
ηE＝(EW-EWQ)/EW
ηE≥ηE,min
式中，PW,t为新能源在时刻t的出力，PW,max为新能源电站额定装机容量；EW、EWQ分别为新能源机组在运行周期内的发电量和强迫弃电量；ηE为全年新能源消纳率；ηE,min为系统要求的最小新能源消纳率；
常规机组运行约束：
Figure FDA0003546551990000041
式中，
Figure FDA0003546551990000042
为表征电站i是否处于运行状态的0-1变量，开机状态下为1，停机状态下为0；
Figure FDA0003546551990000043
分别为电站i的最大、最小技术出力；ri r、ri d分别为电站i的向上、向下爬坡上限；
Figure FDA0003546551990000044
为电站i的最小开、停机时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤4中，采用Benders分解法对步骤3中的结构优化模型进行求解，具体为：
(41)输入模型参数和迭代次数k；
(42)求解主问题，得到主问题下界解LB以及主问题变量的取值；
(43)求解子问题1，若无解，生成安全可行性割集并将其加入主问题，更新主问题下界解LB，若有解，进入(44)；
(44)求解子问题2，若无解，生成最优运行割集并将其加入主问题，更新主问题下界解LB，若有解，进入(45)；
(45)根据所有子问题的解，更新主问题上界解UB；
(46)判断上界解与下界解是否满足UB-LB≤ξ，ξ表示收敛阈值；若满足，则结束计算；否则生成主问题最优割集并将其纳入主问题，进行第k+1次迭代。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，建立候选方案的综合评估指标体系，包括等额年支付成本、全年新能源消纳率、短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和，采用多层次评价分析法对候选优化方案进行综合评估，确定最终的结构优化方案，具体步骤为：
(51)计算各候选结构优化方案的短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和；
(52)对候选优化方案的7个评估指标进行归一化处理，包括短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、全年新能源消纳率、等额年支付成本、潮流穿越总和；
(53)采用层次分析法确定7个指标的目标函数权值评分矩阵；
(54)基于线性加权和法建立结构优化方案评估的目标函数，具体形式为
Figure FDA0003546551990000051
其中
Figure FDA0003546551990000052
式中，f1(x)为短路电流平均裕度、f2(x)为多馈入有效短路比均值、f3(x)为换相失败风险度、f4(x)为直流功率丢失比例均值、f5(x)为全年新能源消纳率、f6(x)为等额年支付成本，f7(x)为潮流穿越总和，其权系数分别为w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7；
(55)选择目标函数值最小的方案作为最终的结构优化方案。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，短路电流平均裕度、多馈入有效短路比均值、换相失败风险度、直流功率丢失比例均值、潮流穿越总和的具体计算方法为：
Figure FDA0003546551990000061
Figure FDA0003546551990000062
Figure FDA0003546551990000063
Figure FDA0003546551990000064
Figure FDA0003546551990000065
式中，Imar为短路电流平均裕度，Nb1为关注区域中变电站母线最大短路电流超过门槛值的变电站数量；Mavr为多馈入有效短路比均值，Nc为换流站个数；Rcf为换相失败风险度，mj为受端电网中导致j回直流同时换相失败的三相短路故障数量；Kploss为直流功率丢失比例均值，Ploss，i表示母线i三相接地短路故障导致丢失的直流功率，PDCsum表示电网受入外来直流功率之和，Nb2为关注区域中引起直流功率丢失比例超过门槛值的母线数量；PT,sum为潮流穿越总和，PT,k为大负荷方式下第k个分区联络断面交换功率，NT为受端电网结构优化关注的分区联络断面数量。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，评估指标进行归一化处理方法为，将多馈入有效短路比均值单独用τ表示，将短路电流平均裕度和新能源消纳率用η表示；将换相失败风险度、直流功率丢失比例平均值、等额年支付成本和潮流穿越总和用μ表示，归一化表达式如下所示：
Figure FDA0003546551990000066
式中，τmax、τmin、μmax、μmin、ηmax、ηmin分别为各指标的最大值与最小值，τmargin为多馈入有效短路比的门槛值。
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