一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法技术

本发明专利技术公开了一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法，属于电力系统规划方案评价领域。该方法首先建立待评价电网规划方案集，然后构建包括五个评价维度和三个评价层次的电网规划方案综合评价指标体系，并设定各个评价指标的权重；对每个待评价电网规划方案计算技术层评价指标的评分值，并进而得到每个待评价电网规划方案的综合评价值，得到综合评价最佳的电网规划方案；该方法能够考虑大规模风电并网对电网规划的影响，得到最为合理的电网规划方案，以提高风电的消纳水平，提升电力系统运行的安全性和效率。

【技术实现步骤摘要】
一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法
本专利技术属于电力系统规划评估领域，具体涉及一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法。
技术介绍
近年来风电在我国快速发展，装机容量和发电量都不断增加。2017年，全国风电累计并网装机容量达到1.64亿千瓦，占全部发电装机容量的9.2％，风电发电量3057亿千瓦时，占全部发电量的4.8％。风电技术比较成熟，成本不断下降，在未来仍然是我国深入推进能源生产和消费革命、促进大气污染防治的重要手段，预计到2030年，风电并网发电量占比将提升至30％。风电的快速发展有助于推动我国能源体系向清洁低碳模式转变，但由于风电出力存在一定的随机性和间歇性，大规模风电并网将对电网的规划和运行产生显著影响。电网规划是指根据电力系统的负荷预测及电源规划对输电系统的主要网架做出发展规划，是电力系统规划的一个重要组成部分。电网规划的基本要求是通过制定的电网规划方案，确保供电所要求的输送容量、电压质量和供电可靠性等，将电力系统各部分组合起来使其运行效率最高，并且适应系统未来的发展需要。面对大规模风电并网，制定科学合理的电网规划方案以适应大规模风电并网给电力系统形态带来的改变，成为保障电力系统稳定发展的重要前提。电网的网络拓扑结构复杂并且规模较大，导致电网规划具有大量的约束条件和高维的决策变量，难以通过传统的优化方法进行求解。目前的电网规划通常是先根据部分容易处理的约束条件产生多个有竞争力的电网规划方案，然后从安全性、经济性、环保性等方面对电网规划方案进行评价，通过计算得到各方案评价指标值，利用综合评价方法对多个具有不同特性的电网规划方案进行评价对比，最终做出方案选择决策。因此，综合评价方法在电网规划中具有重要的理论和现实意义。电网规划方案是在负荷预测和电源规划的基础上得到的主要网架发展方案，因此电网规划方案涉及的技术参数包括负荷数据、电源数据、网架数据，其中网架数据除了已有网架数据，还包括规划期变电站和线路建设数据。以上技术参数可以构成电力系统时序运行模拟的输入参数，电力系统时序运行模拟是根据电源规划、电网规划、负荷预测等数据形成系统边界条件，通过选择一定的优化目标，在一系列运行约束下模拟系统一段时间的运行过程。清华大学开发的GOPT软件中电力系统时序运行模拟功能能够实现对电网规划方案的量化分析，能够考虑机组的运行特性、系统运行状态、机组调峰能力、线路传输能力等多种约束，通过长时间周期的运行模拟得到电网运行的状态数据，为电网规划方案综合评价提供与运行相关的数据基础。中国专利，专利号：CN102315642A，公开了一种电网规划方案的环境影响评价方法。该方法利用工频电场、工频磁场、土地资源利用效率和城市景观的协调程度，开展电网规划的环境影响评价工作，根据以上技术指标可综合比较多个待选规划方案在实施过程中对生态环境质量、环境敏感点、人体健康等的影响，识别电网规划方案存在的不足，并确定推荐方案和得出预防或减轻环境影响的对策及措施。该方法仅对电网规划方案的环境影响进行评价，没有考虑电网规划方案的其他评价特性，也未涉及风电接入的影响因素。中国专利，专利号：CN102999809A，公开了一种用于间歇性电源高渗透电网规划的安全性评估方法。该方法通过选定方案、分析典型运行方式稳定性、选择电力系统运行状态并分析、评估电网规划安全性等步骤，将稳定设施费用和停电风险损失计入电网规划方案的综合年费用中，对方案进行安全性和经济性综合比选。该方法重点对电网规划方案的安全性进行评价，考虑了经济性的综合年费用，涉及到间歇性电源因素，但该方法没有针对间歇性电源的评价步骤，也缺乏综合评价的方法。中国专利，专利号：CN102214922A，公开了一种电网规划方案的评估系统。该系统包括充裕度评估模块、安全性评估模块、潮流分布合理性评估模块和短路电流合理性评估模块。该系统能够评价静态条件下电力系统满足用户电力和电能量的能力，评价动态条件下电力系统经受住突然扰动并不间断地向用户提供电力和电能量的能力，评价线路负载的大小分布以及整个输电网络的负载分布指标，检验最大短路电流以使系统中各厂站的短路容量均在设备额定开断能力范围内。该系统较全面地对电网规划方案的静态安全性和动态安全性进行了评价，并且能够评价潮流分布和短路电流合理性，但是该系统没有考虑大规模风电并网因素，且评价因素较少，无法实现电网规划方案的综合评价。中国专利，专利号：CN104331773A，公开了一种电网规划方案综合评估方法。该方法通过建立电网规划方案的综合评价指标体系，进行相关指标量化，利用数据包络法确定不同方案的权重，将备选方案和最优方案指标集组成方案集矩阵，将方案集矩阵利用灰色关联度计算关联系数矩阵，并与综合权重确定各方案的关联度即选出最终方案。该电网规划方案评估方法有效地弥补了层次分析法和数据包络法的缺陷，并且利用灰色关联度提高了电网规划方案的区分度。该方法对30个指标中的21个末端指标利用层次分析法确定了权重，考虑了电网规划方案的技术性、经济性、占地和环境指标以及适应性四个方面，但四个方面中涉及指标较少，评价范围不够全面，并且该方法没有考虑规划方案的灵活性也没有涉及大规模风电并网因素。综合评价方法中评价指标是基本要素，用于描述评价对象某一方面属性的优劣。构建合理完备的综合评价指标体系是电网规划方案综合评价工作的重中之重，也是衡量综合评价工作水平的重要依据。已有的综合评价指标体系构建方法，一般是从安全性、经济性和环保性三个方面筛选评价指标，部分研究加入了灵活性的评价指标，这些方法的评价对象大多聚焦于传统的风电占比较低的电力系统，对大规模风电并网的情况考虑较少。在未来风电大规模并网的发展形势下，电网规划会具有许多新的特点，已有的电网规划方案评价指标体系难以满足需求，需要更为准确全面的评价指标。综合评价技术中的指标权重表示被评价对象的不同侧面的重要程度的定量分配，对各评价指标在总体评价中的作用进行区分。通常来说设置权重的方法有主观经验法、主次指标排队分类法、专家调查法等。综合运用各种方法科学设置指标权重，能够最大程度减少主观感受的影响，得到尽可能客观的综合评价结果。在设置指标权重过程中，需要注意指标之间的关联关系和隶属关系，确保不同指标对最终评价结果具有合理的影响程度。综合评价技术中往往涉及大量不同类型的技术指标，各个技术指标的量纲不同，难以直接根据指标数值进行评价，因此需要科学合理的手段将各个指标的有量纲值转化为相同取值范围内的无量纲评分值，进而能够根据指标的评分值和权重进行综合评价值的计算。因此，有必要建立一套大规模风电并网条件下电网规划方案综合评价方法，对规划方案的优劣进行量化评价，确定未来电网规划方向，使电网能够更加安全地运行，使电网能够更好地服务于风电及其他可再生能源发展，以达到电网综合效益的最大化。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有电网规划方案综合评价中不能考虑大规模风电并网影响因素的不足，提出一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法。该方法能够考虑大规模风电并网对电网规划的影响，得到最为合理的电网规划方案，以提高风电的消纳水平，提升电力系统运行的安全性和效率。本专利技术提出一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法，包括以下步骤：1)获取n个待本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取n个待评价的电网规划方案，建立待评价电网规划方案集CASE＝{case1,case2,case3,…,casen}；对第i个待评价的电网规划方案casei，获取对应的技术参数，包括：负荷数据、电源数据、网架数据；2)构建电网规划方案综合评价指标体系；该指标体系包括五个评价维度和三个评价层次；其中，五个评价维度包括：安全维W1、经济维W2、环保维W3、灵活维W4和风电消纳维W5；三个评价层次包括：目标层C1、准则层C2和技术层C3；选择不同评价维度以及不同评价层次对应的评价指标，并确定评价指标的隶属关系；具体如下：2‑1)选择安全维各评价层次评价指标；安全维中，目标层的评价指标为可靠性

【技术特征摘要】
1.一种风电并网条件下电网规划方案综合评价方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取n个待评价的电网规划方案，建立待评价电网规划方案集CASE＝{case1,case2,case3,…,casen}；对第i个待评价的电网规划方案casei，获取对应的技术参数，包括：负荷数据、电源数据、网架数据；2)构建电网规划方案综合评价指标体系；该指标体系包括五个评价维度和三个评价层次；其中，五个评价维度包括：安全维W1、经济维W2、环保维W3、灵活维W4和风电消纳维W5；三个评价层次包括：目标层C1、准则层C2和技术层C3；选择不同评价维度以及不同评价层次对应的评价指标，并确定评价指标的隶属关系；具体如下：2-1)选择安全维各评价层次评价指标；安全维中，目标层的评价指标为可靠性对应的准则层评价指标为检验通过率合理性用电可靠性其中检验通过率对应的技术层评价指标为N-1通过率N-2通过率合理性对应的技术层评价指标为重载线路比例轻载线路比例最大负载率负载不均衡度短路电流充裕度容载比用电可靠性对应的技术层评价指标为负荷削减概率期望缺供电量2-2)选择经济维各评价层次评价指标；经济维中，目标层的评价指标为经济性对应的准则层评价指标为静态评价指标动态评价指标投资效率其中静态评价指标对应的技术层评价指标为建设投资费用年运行费用网损率动态评价指标对应的技术层评价指标为等年值投资费用内部收益率动态投资回收期投资效率对应的技术层评价指标为单位投资增售电量单位投资增供负荷2-3)选择环保维各评价层次评价指标；环保维中，目标层的评价指标为环保性对应的准则层评价指标为碳排放环境影响其中碳排放对应的技术层评价指标为系统运行碳排放电网运行碳排放环境影响对应的技术层评价指标为噪声影响工频电场影响工频磁场影响设备环保率土地资源利用效率城市景观协调度2-4)选择灵活维各评价层次评价指标；灵活维中，目标层的评价指标为灵活性对应的准则层评价指标为负荷灵活性网络灵活性其中负荷灵活性对应的技术层评价指标为统调负荷最大年增长率负荷增长裕度网络灵活性对应的技术层评价指标为网络扩展裕度网络可再生能源并网裕度2-5)选择...

【专利技术属性】
技术研发人员：田鑫，李雪亮，张健，吴健，赵龙，王艳，郑志杰，牟宏，汪湲，刘晓明，张杰，高晓楠，张家宁，刘冬，牟颖，贾善杰，李勃，朱毅，高效海，魏鑫，魏佳，张宁，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，清华大学，
类型：发明
国别省市：山东,37