【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于交直流电网规划，具体涉及一种含m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型。
技术介绍
1、在全球变暖问题和节能环保倡议早已被纳入各国发展计划的今天，用可再生能源取代化石能源一直是各国的努力目标。可再生能源包括水能、风能和太阳能等。其中风能被人类利用的历史非常悠久，最早甚至可以追溯到公元前。在二十一世纪，风能在我国和全世界已经有了非常大规模的利用。从2015年至2021年，我国海上风电装机容量保持着年均近60%的增长率，2021年中国海上风电新增并网容量达169万千瓦，累计装机容量达278万千瓦，在风电总装机中占比达到35.5%，成为世界第一大海上风电装机量国。相对于陆上风电，海上风电具有发电利用效率高、不占用土地资源、适宜大规模开发、风机水路运输方便、靠近沿海电力负荷中心等优势。我国海上风能资源丰富，大部分近海海域90米高度年平均风速在7～8.5米/秒之间，具备较好的风能资源条件，适合大规模开发建设海上风电场。
2、目前海上风电并网主要有三种技术：高压交流输电(high voltage alternatingcurrent，hvac)、高压直流输电(high voltage direct current，hvdc)以及分频输电(fractional frequency transmission system，ffts)技术。分频输电方式又称为低频输电方式，最早是由西安交通大学电气工程学院王锡凡教授于1994年针对水电开发提出的一种新型输电方式。ffts早期研究利用倍频变压器的磁饱和原理实现分频侧与
3、电网规划是在机组组合的基础上，对候选线路进行优化选择的问题，优化目标是线路投资成本和系统功率失衡成本综合最小。目前暂无针对工分频互联系统的电网规划模型，但针对新能源接入的交直流混合电网规划问题，现有技术提出一种针对新能源通过高压直流线路送出的场景，对直流送出线路和原交流网架进行规划的方案。
4、然而，该方案所提出的考虑新能源高压直流接入的交直流电网规划模型针对的场景为新能源高压直流接入，由于直流输电和分频输电在规划、运行和控制上存在较大差异，并不能适用于目前分频输电技术的发展需求，且其在直流送出线路与主网并网时，采用的是固定并网点的方式，没有对并网点位置进行优化。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术旨在针对目前分频输电技术的发展需求，提出一套工分频互联系统电网规划模型，该模型针对m3c变频站的并网点和建设容量进行规划，提供一种考虑m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供以下技术方案：
3、含m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，工分频互联系统电网规划模型的目标函数，具体如下：
4、；
5、式中，是候选m3c变频站编号下标，是候选m3c变频站集合，是m3c变频站规格下标，是m3c变频站规格集合，是m3c变频站第种规格等年值，是变频站第种规格新建状态二进制变量，是线路下标，是候选线路集合，是线路投资等年值，是线路新建状态二进制变量，是场景下标，是场景集合，是场景年等效小时数，是时间下标，是时间集合，是场景第小时总惩罚费用；
6、该目标函数用于在工分频互联系统电网规划中，在满足负荷需求的前提下，线路一次投资、维护和损耗费用最小。
7、进一步的，在目标函数中，等年值的折算方式按下式计算：
8、；
9、式中，是总费用的等年值，是一次投资费用，是贴现率，是回收年限，是年损耗费用，是年维护费用。
10、进一步的，在目标函数中，总惩罚费用按下式计算：
11、；
12、其中，
13、；
14、式中，是场景第小时功率不平衡惩罚费用，是节点下标，是节点集合，分别为有功功率和无功功率不平衡惩罚单位费用，分别为场景第小时节点的有功功率超负荷、欠负荷松弛因子和无功功率超负荷、欠负荷松弛因子；
15、；
16、式中，是场景第小时新能源弃用惩罚费用，是新能源机组下标，是新能源机组集合，是新能源弃用惩罚单位费用，是场景第小时新能源机组有功功率弃用因子；
17、；
18、式中，是场景第小时电压偏移惩罚费用，是电压偏移惩罚单位费用，分别是场景第小时节点电压上偏移因子和下偏移因子。
19、进一步的，工分频互联系统电网规划模型还包括约束条件，约束条件具体包括：
20、机组出力约束、节点功率平衡约束、线路传输容量约束、线路潮流约束、m3c变频站稳态潮流约束以及惩罚项约束。
21、进一步的，线路潮流约束基于线性化的支路功率方程确定，线性化的支路功率方程的线性化过程如下：
22、获取节点流向节点的功率方程，如下：
23、；
24、式中，是支路传输有功、无功功率，是节点和节点的电压幅值，是节点和节点的电压相角，是支路阻抗参数；
25、将支路阻抗转换为支路导纳，得到支路功率方程，如下：
26、；
27、；
28、其中是支路导纳参数；
29、将节点电压幅值和相角作为独立变量在处对上式进行泰勒展开，得到线性化支路功率方程，如下：
30、。
31、进一步的，线路潮流约束，具体如下：
32、已建线路的潮流方程约束为：
33、；
34、式中，和是场景第小时线路传输有功功率变量和无功功率变量，分别为线路的电导值和电纳值，下标分别表示线路的起始节点和终止节点，为已建线路集合；
35、候选线路由二进制变量决定是否建设，其潮流方程约束如下所示：
36、；
37、；
38、式中，为引入的大值。
39、进一步的，m3c变频站稳态潮流约束基于m3c变频站稳态简化模型得到，在m3c变频站稳态简化模型中，m3c变频站提供的无功支撑受到工/分频侧换流变压器容量的限制，如下式：
40、；
41、式中，分别为m3c工频侧网侧有功功率和无功功率，分别为m3c分频侧有功功率和无功功率，分别为工/分频侧换流变压器的容量。
42、进一步的，m3c变频站稳态潮流约束，具体如下：
43、m3c变频站传输的有功功率约束：
44、；
45、式中，为m3c变频站的有功功率，为m3c变频站第种规格容量，下标中分别表示变频站的工频并网点本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述工分频互联系统电网规划模型的目标函数，具体如下：
2.根据权利要求1所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，在所述目标函数中，等年值的折算方式按下式计算：
3.根据权利要求1所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，在所述目标函数中，总惩罚费用按下式计算：
4.根据权利要求1所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述工分频互联系统电网规划模型还包括约束条件，所述约束条件具体包括：
5.根据权利要求4所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述线路潮流约束基于线性化的支路功率方程确定，所述线性化的支路功率方程的线性化过程如下：
6.根据权利要求5所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述线路潮流约束，具体如下：
7.根据权利要求4所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特
8.根据权利要求7所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述M3C变频站稳态潮流约束，具体如下：
9.根据权利要求8所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，M3C容量型号的二进制变量满足如下约束：
10.根据权利要求4所述的含M3C变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，在所述惩罚项约束中，节点电压偏移惩罚约束，如下：
...【技术特征摘要】
1.含m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述工分频互联系统电网规划模型的目标函数，具体如下：
2.根据权利要求1所述的含m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，在所述目标函数中，等年值的折算方式按下式计算：
3.根据权利要求1所述的含m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，在所述目标函数中，总惩罚费用按下式计算：
4.根据权利要求1所述的含m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述工分频互联系统电网规划模型还包括约束条件，所述约束条件具体包括：
5.根据权利要求4所述的含m3c变频站选址定容的工分频互联系统电网规划模型，其特征在于，所述线路潮流约束基于线性化的支路功率方程确定，所述线性化的支路功率方程的线性化过程如下：
6.根据权利要求5...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡仲启，杨昆，彭穗，甘德树，童铸，廖雁群，刘超，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司珠海供电局，
类型：发明
国别省市：
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