一种考虑连锁故障风险的电网规划方法技术

本发明专利技术涉及一种考虑连锁故障风险的电网规划方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：获取电网中的模型参数；步骤2：计算经济性指标、安全性指标、充裕性指标和灵活性指标；步骤3：采用层次分析法基于各个指标建立评价指标体系；步骤4：建立电网规划模型并求解得到最佳规划方案。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高新能源的利用率以及提高电网应对连锁故障的能力等优点。能力等优点。能力等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑连锁故障风险的电网规划方法


[0001]本专利技术涉及电网规划
，尤其是涉及一种考虑连锁故障风险的电网规划方法。

技术介绍

[0002]随着以风电为主体的新能源发电技术快速发展，新电源大规模并网，电力系统的能源结构以及电网形态发生了改变，电网规划方案评选工作也迎来了新的挑战。由于传统能源终将耗尽，可再生能源将成为未来的能源支柱。因此，各国学者均将提高电网接纳新电源的能力作为研究中心。增强电网接纳新能源能力有多种方法，但首先应在电网规划阶段考虑相应的措施。
[0003]并且近年来世界范围内大停电事故频发，给系统的安全稳定运行带来了巨大威胁，造成了严重的社会经济损失。国内外学者们对大停电事故的发展机理展开了深入研究，研究表明连锁故障是其主要诱因。因此，迫切需要提高了电网应对连锁故障的能力，保障电网安全性和可靠性。
[0004]传统电网规划方案通常以系统的可靠性和经济性作为规划目标，没有考虑电网接纳新电源和应对连锁故障的能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种考虑连锁故障风险的电网规划方法。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种考虑连锁故障风险的电网规划方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：获取电网中的模型参数；
[0009]步骤2：计算经济性指标、安全性指标、充裕性指标和灵活性指标；
[0010]步骤3：采用层次分析法基于各个指标建立评价指标体系；
[0011]步骤4：建立电网规划模型并求解得到最佳规划方案。
[0012]所述的步骤2中，经济性指标包括建设运行成本和连锁故障风险值，建设运行成本T的计算公式为：
[0013]T＝TI+TO
[0014]其中，TI为总投资费用，TO为系统运行总成本；
[0015]连锁故障风险值的计算公式为：
[0016][0017]其中，E为连锁故障风险值，P
loss
为负荷损失，p
event
为连锁故障事故链各层线路的
开断概率累积，表示该事故链发生的概率，p
(k,u)
为该事故链第u层k号线路的开断概率，t为事故链长度，即层数。
[0018]所述的系统运行总成本TO的计算公式为：
[0019][0020]其中，O
w
为第w年的运行成本；
[0021]所述的总投资费用TI的计算公式为：
[0022][0023]其中，V为在初始年增加电网设备的资金成本，M为电网规划考虑的年数，σ为折现率，ni为投资的经济寿命。
[0024]所述的步骤2中，安全性指标包括安全性概率和安全性裕度指标，安全性概率具体为不发生连锁故障的概率，安全性裕度指标M
SDSCR
的计算公式为：
[0025]M
SDSCR
＝SDSCR
i
‑3[0026][0027][0028]其中，SDSCR
i
为新能源节点i的新能源短路比，P
R,j
为其他可再生能源的注入功率，i为所选新能源节点，j为其他新能源节点，R为所有新能源节点，w
ij
为计算新能源短路比公式中的参数，Z
RR,ij
为矩阵Z
RR
中的第(i,j)个元素，V
R,i
为电压向量V
R
中的第i个元素，且Z
RR
与V
R
分别为电力系统网络方程中的元素，Z
RR
为母线阻抗矩阵中可再生能源发电站母线上的电压矢量V
R
与注入电流矢量I
R
的对应块；
[0029]电力系统网络方程的表达式为：
[0030][0031]其中，I
G
和I
R
分别为与同步发电机相连的母线和与可再生能源发电站相连的母线的注入电流矢量，V
G
和V
R
分别是同步发电机母线和可再生能源发电站母线上的电压矢量，Z
RR
为V
R
与I
R
的对应块，Z
GG
为V
G
与I
G
的对应块，Z
GR
为V
G
与I
R
的对应块，Z
RG
为V
R
与I
G
的对应块。
[0032]所述的步骤2中，充裕性指标为现有的可靠性指标，具体包括切负荷概率PLC、切负荷频率EFLC、切负荷持续时间EDLC、平均每次切负荷持续时间ADLC和负荷切除期望值ELC、电力不足期望值EDNS、电量不足期望值EENS、系统停电指标BPII和系统削减电量指标BPECI。
[0033]所述的切负荷概率PLC的计算公式为：
[0034][0035]其中，S为有切负荷的系统状态的集合，p
z
为系统状态z的概率，t
z
为系统状态z的持续时间，T
s
为仿真时间；
[0036]所述的切负荷频率EFLC的计算公式为：
[0037][0038]其中，N
i
为有切负荷的状态数；
[0039]所述的切负荷持续时间EDLC的计算公式为：
[0040]EDLC＝PLC
×
8760；
[0041]所述的平均每次切负荷持续时间ADLC的计算公式为：
[0042][0043]所述的负荷切除期望值ELC(expected load curtailments)的计算公式为：
[0044][0045]其中，C
z
为系统状态z的切负荷量，F
z
为系统状态z的频率，系统状态z的频率F
z
的计算公式为：
[0046][0047]其中，λ
k
为系统状态z中元件k的离去率，NI为所有可能的从系统状态z出发的离去率的集合，p
z
为系统状态z的概率；
[0048]所述的电力不足期望值EDNS的计算公式为：
[0049][0050]其中，S为有切负荷的系统状态的集合；
[0051]所述的电量不足期望值EENS的计算公式为：
[0052]EENS＝8760
×
EDNS；
[0053]所述的系统停电指标BPII的计算公式为：
[0054][0055]其中，L为系统年最大负荷；
[0056]所述的系统削减电量指标BPECI的计算公式为：
[0057]BPECI＝EENS/L。
[0058]所述的步骤2中，灵活性指标为承载能力指标，即满足可靠性指标机会约束要求时的最大新能源安装量。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
其中，SDSCR
i
为新能源节点i的新能源短路比，P
R,j
为其他可再生能源的注入功率，i为所选新能源节点，j为其他新能源节点，R为所有新能源节点，w
ij
为计算新能源短路比公式中的参数，Z
RR,ij
为矩阵Z
RR
中的第(i,j)个元素，V
R,i
为电压向量V
R
中的第i个元素，且Z
RR
与V
R
分别为电力系统网络方程中的元素，Z
RR
为母线阻抗矩阵中可再生能源发电站母线上的电压矢量V
R
与注入电流矢量I
R
的对应块；电力系统网络方程的表达式为：其中，I
G
和I
R
分别为与同步发电机相连的母线和与可再生能源发电站相连的母线的注入电流矢量，V
G
和V
R
分别是同步发电机母线和可再生能源发电站母线上的电压矢量，Z
RR
为V
R
与I
R
的对应块，Z
GG
为V
G
与I
G
的对应块，Z
GR
为V
G
与I
R
的对应块，Z
RG
为V
R
与I
G
的对应块。5.根据权利要求1所述的一种考虑连锁故障风险的电网规划方法，其特征在于，所述的步骤2中，充裕性指标为现有的可靠性指标，具体包括切负荷概率PLC、切负荷频率EFLC、切负荷持续时间EDLC、平均每次切负荷持续时间ADLC和负荷切除期望值ELC、电力不足期望值EDNS、电量不足期望值EENS、系统停电指标BPII和系统削减电量指标BPECI。6.根据权利要求5所述的一种考虑连锁故障风险的电网规划方法，其特征在于，所述的切负荷概率PLC的计算公式为：其中，S为有切负荷的系统状态的集合，p
z
为系统状态z的概率，t
z
为系统状态z的持续时间，T
s
为仿真时间；所述的切负荷频率EFLC的计算公式为：其中，N
i
为有切负荷的状态数；所述的切负荷持续时间EDLC的计算公式为：EDLC＝PLC
×
8760；所述的平均每次切负荷持续时间ADLC的计算公式为：所述的负荷切除期望值ELC(expectedload curtailments)的计算公式为：其中，C
z
为系统状态z的切负荷量，F
z
为系统状态z的频率，系统状态z的频率F
z
的计算公式为：
其中，λ
k
为系统状态z中元件k的离去率，NI为所有可能的从系统状态z出发的离去率的集合，p
z
为系统状态z的概率；所述的电力不足期望值EDNS的计算公式为：其中，S为有切负荷的系统状态的集合；所述的电量不足期望值EENS的计算公式为：EENS＝876...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灏恩，黄阮明，王晓晖，费斐，赵欣，赵君宇，吴恩琦，高山，宋天立，戚宇辰，姜雨萌，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：