一种可再生能源与电网协调规划方法、装置及计算设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可再生能源与电网协调规划方法、装置及计算设备，该方法包括：获取初始的电能边际价格和输电边际价格；构建从属层模型和主导层模型，从属层模型包括基于可再生能源的发电模型和输电模型，主导层模型包括适于检验从属层模型的检验约束条件；根据从属层模型确定从属层规划，将从属层规划提交至主导层模型以进行检验；若从属层规划不满足检验约束条件，则重新计算电能边际价格和输电边际价格并将其反馈给从属层模型，直至从属层模型提交的从属层规划满足检验约束条件为止；若从属层规划满足检验约束条件，将从属层规划作为可再生能源与电网协调的整体规划。

Method and device for coordinated planning of renewable energy and power grid

The invention discloses a device and a calculation of renewable energy and power grid coordination planning method, the method includes: power transmission price and marginal marginal price to get the initial construction; and the dominant layer model of subordinate layer model, subordinate layer model including power generation model and transmission model based on renewable energy, the dominant model test of constraint the conditions for inspection of subordinate layer model; according to the determined subordinate subordinate layer planning model, will be submitted to the leading subordinate layer planning layer model to the test; if the subordinate layer planning does not satisfy the constraint checking, re calculation of power transmission price and marginal marginal price and its feedback to subordinate layer model, to subordinate layer planning meet the constraint checking submit subordinate layer model so far; if the subordinate layer planning constraints will meet inspection, planning as a subordinate layer Integrated planning for renewable energy and grid coordination.

【技术实现步骤摘要】
一种可再生能源与电网协调规划方法、装置及计算设备
本专利技术涉及能源电力领域，特别涉及一种可再生能源与电网协调规划方法、装置及计算设备。
技术介绍
发展可再生能源是我国能源结构调整的核心内容和重要途径，但是由于可再生能源电源建设与输电网建设周期的不一致，使得我国部分地区存在可再生电源送出通道受限的情况。在未来市场环境下，电源投资商和输电网投资商是不同的利益主体，如何在协调双方利益的条件下，保证可再生能源的高效利用以及电力系统的安全、可靠、经济运行是促进可再生能源投资可持续发展的关键因素。然而，现有的可再生能源规划方案却没有考虑相应的输电通道规划，并未结合市场和系统安全运行的约束条件，以便实现可再生能源的电源与输电网协同规划，在我国可再生能源消纳利用以及电力市场高效稳定运行的共同研究上有所欠缺。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种可再生能源与电网协调规划的技术方案，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种可再生能源与电网协调规划方法，适于在计算设备中执行，该方法包括如下步骤：首先获取初始的电能边际价格和输电边际价格；构建从属层模型和主导层模型，从属层模型包括基于可再生能源的发电模型和输电模型，主导层模型包括适于检验从属层模型的检验约束条件；根据从属层模型确定从属层规划，将从属层规划提交至主导层模型以进行检验；若从属层规划不满足检验约束条件，则重新计算电能边际价格和输电边际价格并将其反馈给从属层模型，直至从属层模型提交的从属层规划满足检验约束条件为止；若从属层规划满足检验约束条件，将从属层规划作为可再生能源与电网协调的整体规划。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，发电模型包括发电公司实现利润最大化的第一目标函数和对应的第一约束条件，第一目标函数以如下公式确定：其中，z表示电源投资利润，LMPt为时段t电能边际价格，为第h个发电公司在时段t的累计装机容量，为时段t设备d的投资成本，为时段t第h个发电公司的设备d的容量增加量，为时段t设备d的运营成本，αt为时段t的额外收益因子，h表示发电公司的个数序号，时段t以年为周期，t＝1,…,T，T为时间年限，d表示设备类型，设备d的总类型数为M，d＝1,…,M。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，第一约束条件以如下公式确定：其中，为时段t第h个发电公司的每台设备的最大额定装机容量，为时段t第h个发电公司的最大装机容量，为时段t第h个发电公司的最大资本成本。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，输电模型包括输电公司实现利益最大化的第二目标函数和对应的第二约束条件，第二目标函数以如下公式确定：其中，v表示电网投资利润，FMPt为输电边际价格，为输电公司时段t备用线路的传输功率，为时段t线路f的投资成本，为时段t线路f的备用安装数，为时段t线路f的运营成本，a为输电公司的数量，f表示线路数，f＝1,…,ML，ML为线路总数。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，第二约束条件以如下公式确定：P(V,Θ,n)-PG+PD＝0Q(V,Θ,n)-QG+QD＝0(N+NO)Sfrom≤(N+NO)Smax(N+NO)Sto≤(N+NO)Smax其中，P(·)表示计算有功功率，Q(·)表示计算有功功率，V表示电压矢量的大小，Θ表示电压矢量的角度，n表示每支流的新增线路数，PG和PD分别表示生产与需求有功功率矢量，QG和QD分别表示生产与需求无功功率矢量，N表示新线路矩阵，NO表示现有线路的矩阵，Sto和Sfrom分别表示发射和接收终端的支流视在在功率，Smax表示视在功率上限值。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，第二约束条件以如下公式确定：|Vmin|≤|V|≤|Vmax|0≤n≤nmax其中，|·|表示求绝对值，Vmax以及Vmin分别表示电压的最大值、最小值，nmax表示新增线路数的最大值，与分别表示生产与需求有功功率矢量的最大值、最小值，与分别表示生产与需求无功功率矢量的最大值、最小值。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，检验约束条件包括备用约束、可靠性约束和市场力约束。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，备用约束以如下公式确定：其中，RMt表示时段t的边际备用，availablecapacityt表示时段t的可用容量，peakloadt表示时段t的峰值，表示时段t的边际备用最小值，表示时段t的边际备用最大值。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，可靠性约束以如下公式确定：LOLEt≤LOLEmax其中，LOLEt表示时段t的负荷期望损失，k表示步数，k＝1,…,Is，Is表示载荷步，tk表示负荷第k个步数的小时数，Lk表示第k个步数的需求容量，CT表示规划期内的总容量，Pk表示第k个步数的出力，LOLEmax表示负荷期望损失的最大值，hours表示小时数，years表示年数。可选地，在根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法中，市场力约束以如下公式确定：其中，为第h个发电公司在时段t的累计装机容量，h＝1,…,H，H为发电公司的数量，Percemax表示时段t每一个发电公司在总安装功率的最大百分比。根据本专利技术的又一个方面，提供一种可再生能源与电网协调规划装置，该装置适于驻留在计算设备中，包括获取模块、建立模块、处理模块、计算模块和规划模块。其中，获取模块适于获取初始的电能边际价格和输电边际价格；建立模块适于构建从属层模型和主导层模型，从属层模型包括基于可再生能源的发电模型和输电模型，主导层模型包括适于检验从属层模型的检验约束条件；处理模块适于根据从属层模型确定从属层规划，将从属层规划提交至主导层模型以进行检验；计算模块适于当从属层规划不满足检验约束条件时，重新计算电能边际价格和输电边际价格并将其反馈给从属层模型，直至从属层模型提交的从属层规划满足检验约束条件为止；规划模块适于当从属层规划满足检验约束条件时，将从属层规划作为可再生能源与电网协调的整体规划。根据本专利技术的又一个方面，提供一种计算设备，包括根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划装置。根据本专利技术的又一个方面，提供一种计算设备，包括一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序包括用于执行根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法的指令。根据本专利技术的又一个方面，还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，一个或多个程序包括指令，指令当由计算设备执行时，使得计算设备执行根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划方法。根据本专利技术的可再生能源与电网协调规划的技术方案，首先获取初始的电能边际价格和输电边际价格，构建从属层模型和主导层模型，根据从属层模型确定从属层规划，将从属层规划提交至主导层模型以进行检验，若从属层规划不满足检验约束条件，则重新计算电能边际价格和输电边际价格并将其反馈给从属层模型，直至从属层模型提交的从属层规划满足检验约束条件为止，若从属层规划满足检验约束条件，将从属层规划作为可再生能源与电网协调的整体规划。在上述技术方案中，从属层模型包括基于可再生能源的发电模型和输电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可再生能源与电网协调规划方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：获取初始的电能边际价格和输电边际价格；构建从属层模型和主导层模型，所述从属层模型包括基于可再生能源的发电模型和输电模型，所述主导层模型包括适于检验所述从属层模型的检验约束条件；根据所述从属层模型确定从属层规划，将所述从属层规划提交至所述主导层模型以进行检验；若所述从属层规划不满足所述检验约束条件，则重新计算电能边际价格和输电边际价格并将其反馈给所述从属层模型，直至所述从属层模型提交的从属层规划满足所述检验约束条件为止；若所述从属层规划满足所述检验约束条件，将所述从属层规划作为可再生能源与电网协调的整体规划。

【技术特征摘要】
1.一种可再生能源与电网协调规划方法，适于在计算设备中执行，所述方法包括：获取初始的电能边际价格和输电边际价格；构建从属层模型和主导层模型，所述从属层模型包括基于可再生能源的发电模型和输电模型，所述主导层模型包括适于检验所述从属层模型的检验约束条件；根据所述从属层模型确定从属层规划，将所述从属层规划提交至所述主导层模型以进行检验；若所述从属层规划不满足所述检验约束条件，则重新计算电能边际价格和输电边际价格并将其反馈给所述从属层模型，直至所述从属层模型提交的从属层规划满足所述检验约束条件为止；若所述从属层规划满足所述检验约束条件，将所述从属层规划作为可再生能源与电网协调的整体规划。2.如权利要求1所述的方法，所述发电模型包括发电公司实现利润最大化的第一目标函数和对应的第一约束条件，所述第一目标函数以如下公式确定：其中，z表示电源投资利润，LMPt为时段t电能边际价格，为第h个发电公司在时段t的累计装机容量，为时段t设备d的投资成本，为时段t第h个发电公司的设备d的容量增加量，为时段t设备d的运营成本，αt为时段t的额外收益因子，h表示发电公司的个数序号，时段t以年为周期，t＝1,…,T，T为时间年限，d表示设备类型，设备d的总类型数为M，d＝1,…,M。3.如权利要求2所述的方法，所述第一约束条件以如下公式确定：其中，为时段t第h个发电公司的每台设备的最大额定装机容量，为时段t第h个发电公司的最大装机容量，为时段t第h个发电公司的最大资本成本。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，所述输电模型包括输电公司实现利益最大化的第二目标函数和对应的第二约束条件，所述第二目标函数以如下公式确定：

【专利技术属性】
技术研发人员：关志坚，李琥，史静，祁万春，赵宏大，胡卫利，李雪，武赓，周鹏程，刘洋，冯俊杰，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司经济技术研究院，国家电网公司，国网江苏省电力公司，国网江苏省电力公司南京供电公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32