一种输电网规划方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种输电网规划方法及装置，包括：基于基础数据和典型运行场景集合，构建两阶段带混合整数追索随机优化问题；基于奔德斯解耦架构，构建第一次迭代的主问题；对本次迭代的主问题进行求解，得到主问题的最优解和当前下界值；利用主问题的最优解，构建若干子问题，并对子问题进行求解，生成子问题的最优解和松弛对偶变量，进而得到当前上界值，并构建子问题的最优割平面和增强整数割平面；判断是否满足预设的终止条件，若是，获得输电网规划方案，若否，将最优割平面和增强整数割平面回代入本次迭代的主问题，得到下一次迭代的主问题。采用本发明专利技术实施例能够更有效地呈现输电网规划方案在各典型运行场景的表现，提高规划方案获取效率。方案获取效率。方案获取效率。

【技术实现步骤摘要】
一种输电网规划方法及装置


[0001]本专利技术涉及电力
，尤其涉及一种输电网规划方法及装置。

技术介绍

[0002]科学合理的输电网规划是保障电力系统安全性和可靠性的前提条件，两阶段混合整数规划技术的快速发展为实现输电网规划提供了新的途径，两阶段混合整数规划技术可将一定空间范围内的输电系统规划问题构建为两阶段带混合整数追索随机优化问题，以满足未来输电系统的安全运行需求，但是由于两阶段随机优化问题以及混合整数追索问题本身组合的特点，导致采用传统的常规求解算法难以快速获取输电网规划方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种输电网规划方法及装置，以解决现有技术由于两阶段随机优化问题以及混合整数追索问题本身组合的特点，导致采用传统的常规求解算法难以快速获取输电网规划方案，本专利技术通过利用奔德斯解耦架构，将最小
‑
最大松弛优化和增强整数割应用于输电网的多阶段规划过程，更有效地呈现输电网规划方案在各典型运行场景的表现，提高了规划方案的获取效率。
[0004]为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种输电网规划方法，包括：
[0005]获取关于输电网的基础数据并构建典型运行场景集合；
[0006]基于所述基础数据和所述典型运行场景集合，构建两阶段带混合整数追索随机优化问题；
[0007]基于奔德斯解耦架构和所述两阶段带混合整数追索随机优化问题，构建第一次迭代的主问题；
[0008]对本次迭代的主问题进行求解，得到本次迭代的主问题的最优解和当前下界值；
[0009]利用本次迭代的主问题的最优解，构建若干基于最小
‑
最大松弛优化的子问题，并对每一所述子问题进行求解，生成每一所述子问题的最优解和每一所述子问题的松弛对偶变量；
[0010]基于每一所述子问题的最优解和每一所述松弛对偶变量，得到当前上界值，并构建每一所述子问题的最优割平面和每一所述子问题的增强整数割平面；
[0011]判断是否满足预设的终止条件，若是，获得输电网规划方案，若否，将每一所述最优割平面和每一所述增强整数割平面回代入本次迭代的主问题，得到下一次迭代的主问题，并返回至所述对本次迭代的主问题进行求解，得到本次迭代的主问题的最优解和当前下界值的步骤。
[0012]作为上述方案的改进，所述获取关于输电网的基础数据并构建典型运行场景集合，包括：
[0013]采集规划空间范围内的关于输电网的现有基础数据，其中，所述现有基础数据包括：现有发电机技术参数、现有发电机成本、现有输电线路技术参数、现有输电线路容量、现
有清洁能源场站站点、现有清洁能源场站容量、现有清洁能源场站成本、现有清洁能源场站发电特性、现有储能站点、现有储能容量、现有储能技术参数和现有储能成本；
[0014]获取所述规划空间范围内的关于输电网的规划基础数据，其中，所述规划基础数据包括：规划清洁能源场站站点、规划清洁能源场站容量、规划清洁能源场站成本、规划清洁能源场站发电特性，规划储能站点、规划储能容量、规划储能技术参数、规划储能成本，规划输电线路走廊、规划输电线路容量、规划输电线路成本；
[0015]基于预先采集到的未来典型日负荷曲线和所述规划清洁能源场站发电特性，形成典型运行场景集合{ξ
s
,ω
s
}，其中，ξ
s
为典型天s的运行场景，ω
s
为典型天s运行场景的概率密度。
[0016]作为上述方案的改进，所述基于所述基础数据和所述典型运行场景集合，构建两阶段带混合整数追索随机优化问题，包括：
[0017]构建第一阶段规划模型为：
[0018][0019]其中，x为规划向量，由和构成，f(x)为第一阶段的目标函数，构成，f(x)为第一阶段的目标函数，和分别为输电线路ij、清洁能源场站w和储能e在第t年的建设指令，a
t
为第t年的折现系数，c
ij
、c
w
和c
e
分别为输电线路ij、清洁能源场站w和储能e的建设成本，和ε分别为规划周期、规划线路、规划清洁能源场站和规划线路集合，为第一阶段约束条件集合，具体为：
[0020][0021]基于规划向量x，对任一运行场景ξ
s
，构建第二阶段运行模型为：
[0022][0023]其中，y
s
为运行场景ξ
s
的决策向量，其包含时段h的负荷d削减机组g运行状态机组g出力清洁能源场站w出力储能e充电功率储能e放电功率储能e能量状态各输电线路ij传输功率和各节点i功角为第二阶段的目标函数向量，为第二阶段的目标函数，具体为：
[0024][0025]其中，和分别为负荷和机组集合，c
d
、c
g
、b
g
、c
w
和c
LCOE,e
分别为负荷削减、发电机
燃料、发电机在线、清洁能源场站和储能的运行成本，为第二阶段约束条件集合，具体为：
[0026][0027]其中，nr为连续变量R的规模，nz为整数变量Z的规模，T
s
x+W
s
y≥h
s
包含机组运行约束、切负荷约束、清洁能源场站出力约束、储能运行约束、输电线路功率约束和功率平衡约束；
[0028]其中，所述机组运行约束为：
[0029][0030]所述切负荷约束为：
[0031][0032]所述清洁能源场站出力约束为：
[0033][0034]所述储能运行约束包括：
[0035][0036][0037][0038][0039][0040]所述输电线路功率约束包括：
[0041][0042][0043][0044][0045][0046]所述功率平衡约束为：
[0047][0048]其中，P
min,g
和P
max,g
分别为机组g的最小出力和最大出力，为负荷d的最大削减，为清洁能源场站w的最大出力，为第t年第s个典型天，η
cd,e
和η
dc,e
分别为储能e的充电效率和放电效率，P
max,e
为储能e的最大充电时的放电功率，E
min,e
和E
max,e
分别为储能e的最小能量状态和最大能量状态，P
max,ij
为输电线路ij的最大传输功率，M为常数，X
ij
为输电线路ij的电抗，为初始线路集合，为储能e在第k年的建设指令；
[0049]基于所述第一阶段规划模型及所述第二阶段运行模型，构建两阶段带混合整数追索随机优化问题为
[0050]作为上述方案的改进，所述第一次迭代的主问题为：
[0051][0052]其中，x为规划向量，f(x)为第一阶段的目标函数，ω
s
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电网规划方法，其特征在于，包括：获取关于输电网的基础数据并构建典型运行场景集合；基于所述基础数据和所述典型运行场景集合，构建两阶段带混合整数追索随机优化问题；基于奔德斯解耦架构和所述两阶段带混合整数追索随机优化问题，构建第一次迭代的主问题；对本次迭代的主问题进行求解，得到本次迭代的主问题的最优解和当前下界值；利用本次迭代的主问题的最优解，构建若干基于最小
‑
最大松弛优化的子问题，并对每一所述子问题进行求解，生成每一所述子问题的最优解和每一所述子问题的松弛对偶变量；基于每一所述子问题的最优解和每一所述松弛对偶变量，得到当前上界值，并构建每一所述子问题的最优割平面和每一所述子问题的增强整数割平面；判断是否满足预设的终止条件，若是，获得输电网规划方案，若否，将每一所述最优割平面和每一所述增强整数割平面回代入本次迭代的主问题，得到下一次迭代的主问题，并返回至所述对本次迭代的主问题进行求解，得到本次迭代的主问题的最优解和当前下界值的步骤。2.如权利要求1所述的输电网规划方法，其特征在于，所述获取关于输电网的基础数据并构建典型运行场景集合，包括：采集规划空间范围内的关于输电网的现有基础数据，其中，所述现有基础数据包括：现有发电机技术参数、现有发电机成本、现有输电线路技术参数、现有输电线路容量、现有清洁能源场站站点、现有清洁能源场站容量、现有清洁能源场站成本、现有清洁能源场站发电特性、现有储能站点、现有储能容量、现有储能技术参数和现有储能成本；获取所述规划空间范围内的关于输电网的规划基础数据，其中，所述规划基础数据包括：规划清洁能源场站站点、规划清洁能源场站容量、规划清洁能源场站成本、规划清洁能源场站发电特性，规划储能站点、规划储能容量、规划储能技术参数、规划储能成本，规划输电线路走廊、规划输电线路容量、规划输电线路成本；基于预先采集到的未来典型日负荷曲线和所述规划清洁能源场站发电特性，形成典型运行场景集合{ξ
s
,ω
s
}，其中，ξ
s
为典型天s的运行场景，ω
s
为典型天s运行场景的概率密度。3.如权利要求2所述的输电网规划方法，其特征在于，所述基于所述基础数据和所述典型运行场景集合，构建两阶段带混合整数追索随机优化问题，包括：构建第一阶段规划模型为：其中，x为规划向量，由和构成，f(x)为第一阶段的目标函数，构成，f(x)为第一阶段的目标函数，和分别为输电线路ij、清洁能源场站w和储能e在第t年的建设指令，a
t
为第t年的折现系数，c
ij
、c
w
和c
e
分别为输电线路ij、清洁能源场站w和储能e的建设成本，和ε分别为规划周期、规划线路、规划清洁能源场站和规划线路集合，为第一阶段约束条件集合，具体为：
基于规划向量x，对任一运行场景ξ
s
，构建第二阶段运行模型为：其中，y
s
为运行场景ξ
s
的决策向量，其包含时段h的负荷d削减机组g运行状态机组g出力清洁能源场站w出力储能e充电功率储能e放电功率储能e能量状态各输电线路ij传输功率和各节点i功角为第二阶段的目标函数向量，为第二阶段的目标函数，具体为：其中，和分别为负荷和机组集合，c
d
、c
g
、b
g
、c
w
和c
LCOE,e
分别为负荷削减、发电机燃料、发电机在线、清洁能源场站和储能的运行成本，为第二阶段约束条件集合，具体为：其中，nr为连续变量R的规模，nz为整数变量Z的规模，T
s
x+W
s
y≥h
s
包含机组运行约束、切负荷约束、清洁能源场站出力约束、储能运行约束、输电线路功率约束和功率平衡约束；其中，所述机组运行约束为：所述切负荷约束为：所述清洁能源场站出力约束为：所述储能运行约束包括：所述储能运行约束包括：
所述输电线路功率约束包括：所述输电线路功率约束包括：所述输电线路功率约束包括：所述输电线路功率约束包括：所述输电线路功率约束包括：所述功率平衡约束为：其中，P
min,g
和P
max,g
分别为机组g的最小出力和最大出力，为负荷d的最大削减，为清洁能源场站w的最大出力，为第t年第s个典型天，η
cd,e
和η
dc,e
分别为储能e的充电效率和放电效率，P
max,e
为储能e的最大充电时的放电功率，E
min,e
和E
max,e
分别为储能e的最小能量状态和最大能量状态，P
max,ij
为输电线路ij的最大传输功率，M为常数，X
ij
为输电线路ij的电抗，为初始线路集合，为储能e在第k年的建设指令；基于所述第一阶段规划模型及所述第二阶段运行模型，构建两阶段带混合整数追索随机优化问题为min
x∈x
f(x)+∑ω
s
[Q(x,ξ
s
)]。4.如权利要求3所述的输电网规划方法，其特征在于，，所述第一次迭代的主问题为：其中，x为规划向量，f(x)为第一阶...

【专利技术属性】
技术研发人员：但扬清，王蕾，王锋华，何英静，郑伟民，孙可，朱克平，孙飞飞，沈志恒，沈舒仪，许恩超，王岑峰，丁一凡，武佳卉，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：