一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法，包括以下步骤：(1)获取输电网优化规划所需的基础参数；(2)根据数据中心虚拟储能特性，建立数据中心虚拟充放电模型；(3)构建上层

【技术实现步骤摘要】
一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法


[0001]本专利技术涉及电力系统规划
，涉及一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法。

技术介绍

[0002]为实现碳达峰、碳中和目标，以风光能源作为电量主体的高比例可再生能源电力系统成为未来蓝图。但是，风光出力具有随机性和波动性，大规模风光并网给电力系统规划运行带来了挑战，尤其是输电阻塞、电网调峰压力过大问题凸显。优化规划输电线路建设及实际储能系统容量，有利于缓解风光
‑
负荷的不匹配导致的系统调峰不足，提升电网规划的经济性和安全性。然而实际储能投资运行成本较高，且随着现阶段风光并网容量不断增加，对实际储能的容量、充放电策略提出了更高的要求，导致实际储能成本进一步增加，难以大规模推广应用，若对实际储能的概念进行扩展，将需求侧具有灵活可调特性的负荷看作虚拟储能，并将其参与输电网规划可进一步提升输电网规划的经济性。
[0003]与此同时，随着数字技术向经济社会各领域全面持续渗透，数据中心作为数字“新基建”的核心设施，数据中心的规模与能耗水本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤S1：获取输电网优化规划所需的基础参数；步骤S2：根据数据中心虚拟储能特性，建立数据中心虚拟充放电模型；步骤S3：以输电线路投资成本最小、可用输电能力最大构建上层
‑
网架规划模型；步骤S4：引入条件风险价值来度量风光不确定性带来的风险损失，建立数学模型；步骤S5：以实际储能投资成本、给予数据中心补偿成本及风险损失成本最小构建下层
‑
实际储能规划模型，优化实际储能配置；步骤S6：采用改进型嵌套的混合粒子群算法对所述双层规划模型进行迭代求解，得到输电网网架规划的最优解。2.根据权利要求1所述的一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法，其特征在于：所述步骤S1中，输电网优化规划所需的基础参数包括，风电场接入位置及预测出力曲线，光伏电站接入位置及预测出力曲线，实际储能接入位置，常规发电厂接入位置及额定功率，数据中心接入位置，数据中心服务器参数，各节点负荷值和线路基本参数信息。3.根据权利要求1所述的一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法，其特征在于：所述步骤S2中，数据中心虚拟充放电模型为：式中，T为规划周期划分的总时段；P
DC
(t)为t时刻数据中心功率；为t时刻数据中心虚拟储能的放、充电状态；P
DC,dis
(t)、P
DC,ch
(t)分别为t时刻数据中心虚拟储能的放、充电功率；为t时刻需处理的数据中心交互型数据负载量；为t时刻原始的数据中心批处理型数据负载量；为t时刻转入的数据中心批处理型数据负载量；为t时刻转出的数据中心批处理型数据负载量；P
id
为数据中心单个服务器空闲状态下的运行功率；P
ek
为数据中心单个服务器满载状态下的运行功率；λ
PUE
为数据中心电能利用效率，定义为数据中心总能耗与IT设施能耗之比；为t时刻数据中心服务器处理数据负载的速率；x
t
为t时刻服务器运行的数量。4.根据权利要求1所述的一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法，其特征在于：所述步骤S3中，以输电线路投资成本最小、可用输电能力最大构建上层
‑
网架规划模型，决策输电线路的建设，目标函数为：
式中，N
B
为待选线路集；N
u
为场景集；Re为受端区域节点集；x
ij
为上层
‑
网架规划模型的决策变量，表示节点i
‑
j间待选线路建设与否；C
ij
为节点i
‑
j间新建线路的投资成本；为场景u节点i除数据中心以外的常规负荷的有功功率；为场景u节点i数据中心有功功率；为场景u节点i除数据中心以外的常规负荷基态下的有功功率；为场景u节点i数据中心基态下的有功功率。5.根据权利要求4所述的一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规划方法，其特征在于：还包括构建上层
‑
网架规划模型的约束条件，约束条件包括新建线路条数约束、线路传输容量约束、功率平衡约束、节点电压约束和常规发电厂运行约束，具体包括：
①
新建线路条数约束：式中，为节点i
‑
j间最大允许可建设线路条数；
②
线路传输容量约束：P
ij
≤P
ij,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)式中，P
ij
为节点i和节点j之间线路传输的功率；P
ij,max
为节点i和节点j之间线路的最大传输容量；
③
功率平衡约束：式中，分别为场景u节点i处常规发电厂的有功和无功出力；分别为场景u节点i的除数据中心以外的常规有功和无功负荷；分别为场景u节点i的有功和无功数据中心负荷；分别为场景u节点i处风电场的有功和无功出力；分别为场景u节点i处光伏电站的有功和无功出力；分别为场景u节点i处实际储能的有功和无功出力；分别为场景u节点i、节点j的电压幅值；G
ij
、B
ij
分别为节点i
‑
j之间的电导和电纳；为场景u节点i
‑
j间的相角差；
④
节点电压约束：式中，为节点i的电压最小值；为节点i的电压最大值；
⑤
常规发电厂运行约束：式中，分别为位于节点i的常规发电厂输出功率最小、最大值。6.根据权利要求1所述的一种考虑风光不确定性及数据中心虚拟储能特性的输电网规
划方法，其特征在于：所述步骤S4中，条件风险价值为在置信水平ξ下，风险损失超过VaR时的条件均值，VaR反映了电网投资组合在给定的置信水平下潜在的最大损失，考虑不确定因素为风电场、光伏电站出力，利用CVaR来度量由风、光预测误差引起的弃风弃光风险损失，损失函数为：式中，x为输电网规划的决策变量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁海峰，邓艺欣，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：