面向全球联网的电力格局构建方法技术

本发明专利技术提供一种面向全球联网的电力格局构建方法，包括：获取全球联网电力流分析相关数据与参数，对相关数据与参数进行聚类分析，构建全球联网下的各区域典型需求与可再生能源预想出力时序场景簇，结合时序场景簇，确定优化目标为全球联网供电成本最小，进行约束优化，生成全球电力流分析优化模型，基于优化模型，生成全球联网的电力格局构建结果并输出。通过上述方法，能够满足中远期全球联网可行性论证的前期需求，可为全球联网的发展及规划决策提供依据及理论支撑，避免了现有研究仅在宏观层面开展的专家判断等定性分析，实现了全球联网经济性的量化分析，有助于更加有效推动全球联网的发展和建设。

Construction method of power grid for global interconnection

The invention provides a method for constructing power pattern oriented to global interconnection, which includes: acquiring relevant data and parameters of global interconnection power flow analysis, clustering analysis of relevant data and parameters, constructing regional typical demand and renewable energy forecasting power sequence scenario clusters under global interconnection, and combining time sequence scenario clusters. The objective of optimization is to minimize the cost of global interconnection power supply. Constraint optimization is carried out to generate the global power flow analysis optimization model. Based on the optimization model, the results of global interconnection power structure construction are generated and output. The above-mentioned methods can meet the needs of the feasibility study of global interconnection in the medium and long term, provide the basis and theoretical support for the development and planning of global interconnection, avoid qualitative analysis such as expert judgment, and realize the quantitative analysis of global interconnection economy. To effectively promote the development and construction of global networking.

【技术实现步骤摘要】
面向全球联网的电力格局构建方法
本专利技术涉及电力领域，具体地说，涉及一种面向全球联网的电力格局构建方法。
技术介绍
全球正面临能源供应紧张、气候变暖、环境污染、能源配置不合理及能源效率低下等严危机，人类可持续发展已受到严重威胁。世界能源结构长期以化石能源为主，能源消费总量持续攀升，资源分布严重不均。同时，大量化石能源在开采、运输、利用各环节对土壤、水质、大气等造成越来越严重的污染和破坏。目前以中国为代表的发展中国家正饱受环境污染之苦，灰霾、酸雨等频发。此外，化石能源燃烧产生的二氧化碳占全球温室气体排放的57％，是导致全球变暖的主要因素。鉴于此，中国政府率先提出构建全球能源互联网，即全球联网，推动世界能源转向绿色、低碳、可持续发展，从而根本上解决全球面临的能源、气候和环境问题。现阶段，全球联网正处于凝聚发展理念与共识的关键阶段，已有部分机构和学者开展了全球能源互联方案的研究，取得了一定成果。有机构利用专家经验法提出了全球跨洲互联的电力流规模与方向的初步方案；该方法更多聚焦在宏观战略层面，后期落地时具有较大的风险。考虑到现有技术的上述特点与存在的不足，亟需一种科学严谨的实现全球互联网电力格局构建的方法。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种面向全球联网的电力格局构建方法，所述方法包括：获取全球联网电力流分析相关数据与参数；对所述相关数据与参数进行聚类分析，构建全球联网下的各区域典型需求与可再生能源预想出力时序场景簇；结合所述时序场景簇，确定优化目标为全球联网供电成本最小，进行约束优化，生成全球电力流分析优化模型；基于所述优化模型，生成全球联网的电力格局构建结果并输出。一种实施方案中，所述全球电力流分析优化模型的约束条件包括如下之一或组合：各区域电力平衡、通道特性、机组特性、发电资源、机组爬坡、系统备用。一种实施方案中，所述全球联网供电成本为：其中，z、t分别代表区域和水平年的序号；Z、T分别表示区域个数和规划水平年总年份数；rz为规划期折现率；CI、CO、CF、CC、CS分别表示各区域不同水平年的投资成本、运维成本、燃料成本、排放成本与设备残值项。一种实施方案中，所述各区域电力平衡，为各区域逐年逐场景逐时的电力平衡，即各场景逐时需要确保电力供需平衡；所述通道特性，为各区域逐年逐场景逐时的通道运行约束和/或各区域逐年通道容量系数约束，其中，所述各区域逐年逐场景逐时的通道运行约束，为跨区域通道逐时出力需要在通道容量约束范围内，所述各区域逐年通道容量系数约束，即为确保跨区域互联通道工程的项目可行性进行的通道容量系数约束；所述机组特性，为各区域煤/气/核/水电设备逐年逐场景逐时出力约束和/或各区域风电/太阳能发电设备逐年逐场景逐时出力约束，其中，所述各区域煤/气/核/水电设备逐年逐场景逐时出力约束，即煤/气/核/水电设备逐年逐场景逐时出力需要在机组约定出力上下限范围内，所述各区域风电/太阳能发电设备逐年逐场景逐时出力约束，即风电/太阳能发电设备逐时发电不应超过对应时段的理论发电水平，未满发的电力记为弃电水平；所述发电资源约束，即将水电年发电利用小时数限制、机组检修限制等因素，引入对应机组逐年容量系数约束。一种实施方案中，所述全球联网的电力格局构建结果包括如下之一或组合：全球联网经济性、跨区域通道规模与流向、各区域电源投产规模与时序、各区域电力供需平衡、典型运行情况，以及可再生能源发电占比。一种实施方式中，所述电力平衡可以通过如下方式计算：其中，s、n、m分别代表场景、时段和电源的序号；M表示电源总类型；DLz,t,s,n表示逐年逐场景逐时段负荷需求；为逐年各电源逐场景逐时出力；与分别表示区域z受电和外送电水平；表示蓄能逐年逐场景逐时段的蓄能水平。一种实施方式中，所述风电/太阳能发电设备逐时发电不应超过对应时段的理论发电水平，未满发的电力记为弃电水平，即：其中，表示风电/太阳能发电设备在水平年t的规划装机规模；和分别表示风电/太阳能发电设备在场景s时段t的发电水平和弃电水平；ROFz,t,s,n表示风电/太阳能发电此时的单位容量发电系数，该值与场景簇中风电和太阳能发电的预想出力相对应。本专利技术采用的面向全球联网的电力格局构建方法，能够满足中远期全球联网可行性论证的前期需求，可为全球联网的发展及规划决策提供依据及理论支撑，避免了现有研究仅在宏观层面开展的专家判断等定性分析，实现了全球联网经济性的量化分析，有助于更加有效推动全球联网的发展和建设。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1显示了根据本专利技术的一个实施例的面向全球联网的电力格局构建方法流程图；图2显示了根据本专利技术的另一个实施例的面向全球联网的电力格局构建方法流程图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。如图1所示，本专利技术提供了一种面向全球联网的电力格局构建方法，一种面向全球联网的电力格局构建方法，所述方法包括：S101、获取全球联网电力流分析相关数据与参数；S102、对所述相关数据与参数进行聚类分析，构建全球联网下的各区域典型需求与可再生能源预想出力时序场景簇；S103、结合所述时序场景簇，确定优化目标为全球联网供电成本最小，进行约束优化，生成全球电力流分析优化模型；S104、基于所述优化模型，生成全球联网的电力格局构建结果并输出。本专利技术采用的面向全球联网的电力格局构建方法，能够满足中远期全球联网可行性论证的前期需求，可为全球联网的发展及规划决策提供依据及理论支撑，避免了现有研究仅在宏观层面开展的专家判断等定性分析，实现了全球联网经济性的量化分析，有助于更加有效推动全球联网的发展和建设。在一种实施方案中，所述全球电力流分析优化模型的约束条件包括如下之一或组合：各区域电力平衡、通道特性、机组特性、发电资源、机组爬坡、系统备用。本领域技术人员也可以采用其他约束条件生成全球电力流分析优化模型，本专利技术不限于此。一种实施方案中，所述全球联网供电成本为：其中，z、t分别代表区域和水平年的序号；Z、T分别表示区域个数和规划水平年总年份数；rz为规划期折现率；CI、CO、CF、CC、CS分别表示各区域不同水平年的投资成本、运维成本、燃料成本、排放成本与设备残值项。本领域技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向全球联网的电力格局构建方法，其特征在于，所述方法包括：获取全球联网电力流分析相关数据与参数；对所述相关数据与参数进行聚类分析，构建全球联网下的各区域典型需求与可再生能源预想出力时序场景簇；结合所述时序场景簇，确定优化目标为全球联网供电成本最小，进行约束优化，生成全球电力流分析优化模型；基于所述优化模型，生成全球联网的电力格局构建结果并输出。

【技术特征摘要】
1.一种面向全球联网的电力格局构建方法，其特征在于，所述方法包括：获取全球联网电力流分析相关数据与参数；对所述相关数据与参数进行聚类分析，构建全球联网下的各区域典型需求与可再生能源预想出力时序场景簇；结合所述时序场景簇，确定优化目标为全球联网供电成本最小，进行约束优化，生成全球电力流分析优化模型；基于所述优化模型，生成全球联网的电力格局构建结果并输出。2.如权利要求1所述的电力格局构建方法，其特征在于，所述全球电力流分析优化模型的约束条件包括如下之一或组合：各区域电力平衡、通道特性、机组特性、发电资源、机组爬坡、系统备用。3.如权利要求1所述的电力格局构建方法，其特征在于，所述全球联网供电成本为：其中，z、t分别代表区域和水平年的序号；Z、T分别表示区域个数和规划水平年总年份数；rz为规划期折现率；CI、CO、CF、CC、CS分别表示各区域不同水平年的投资成本、运维成本、燃料成本、排放成本与设备残值项。4.如权利要求2所述的电力格局构建方法，其特征在于，所述各区域电力平衡，为各区域逐年逐场景逐时的电力平衡，即各场景逐时需要确保电力供需平衡；所述通道特性，为各区域逐年逐场景逐时的通道运行约束和/或各区域逐年通道容量系数约束，其中，所述各区域逐年逐场景逐时的通道运行约束，为跨区域通道逐时出力需要在通道容量约束范围内，所述各区域逐年通道容量系数约束，即为确保跨区域互联通道工程的项目可行性进行的通道容量系数约束；所述机组特性，为各区域煤/气/核/水电设备逐年逐场景逐时出力约束和/或各区域风电...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦冰琦，张富强，徐志成，伍声宇，王耀华，
申请(专利权)人：国网能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11