【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于配电网，尤其涉及考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法。
技术介绍
1、对于特大型城市，负荷密度通常较高，对城市电网的供电安全性、可靠性要求也相对较高，且由于城市电网电气设备联系较为紧密，发生诸如台风、洪水、地震等严重故障时，往往停电面积大，停电的影响范围广。当前对于城市电网的规划，往往偏重考虑对负荷需求的满足和经济性，而对严重故障的考虑不足，往往导致发生几率不大但后果严重的电网故障时，造成严重停电事故，造成严重的经济损失和社会影响。因此，电网在规划阶段需要考虑对严重故障的抵御能力。
技术实现思路
1、本专利技术解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
2、考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，包括如下步骤：
3、构建城市电网规划模型，所述模型的目标函数包括正常运行成本、严重故障运行状态下运行成本、电网投资成本以及停电惩罚成本；
4、建立约束条件，所述约束条件包括系统平衡约束、线路潮流约束、机组出力约束；
5、对城市电网规划模型进行求解，并得到电网规划方案。
6、进一步的，所述模型的目标函数为：
7、
8、式中：cinv为电网投资成本；为正常运行状态下运行成本；为严重故障运行状态下运行成本；r为电网遭遇严重故障的停电量；μ为停电惩罚系数，本项目取一个很大的值以实现投资约束下的停电最小化；f为模拟严重故障集合；u为严重故障下，k阶故障集合。
9、进一步的，所述电网投资成本c
10、
11、
12、式中：为输电通道l新建成本；lc为待建线路集；g'g、g'w、g'p分别为待建常规机组、风电机组和光伏机组集合；s为新增储能装置集合；分别为常规机组、风电机组以及光伏机组年投资成本；zl为输电通道l的投建指示变量，值为1表示新建，否则为0；zg，zw，zp分别为新建常规机组g、风电机组w以及光伏机组p的待建指示变量；zs为新增储能装置s指示变量。
13、进一步的，所述正常运行状态下运行成本包括发电成本、储能装置运行成本、寿命折损成本以及系统切负荷成本的惩罚项：
14、
15、
16、式中：t为总规划时段(正常运行下按年尺度计算为8760小时)；为常规机组的运行成本；和分别为储能装置s的运行维护成本和寿命折损成本；cci为节点i处单位切负荷成本；η为切负荷成本惩罚系数；为节点i在时刻t的切负荷量。
17、进一步的，所述的严重故障运行状态下运行成本为：
18、
19、式中：分别为常规发电机发电费用、储能装置运行成本、储能设备寿命折损成本和切负荷成本。
20、进一步的，所述约束条件包括：
21、电网潮流平衡约束：
22、cgpg+cwpw-cftpft+pc＝pd-pcx-(pdc+ρpe) (7)
23、发电机容量约束：
24、
25、发电机爬坡约束：
26、
27、旋转备用约束：
28、
29、机组启停约束：
30、
31、切负荷量约束：
32、
33、输电线路容量约束：
34、
35、式中：cg、cw、cft分别为常规发电机组(包括火电、水电、核电)、风电机组、线路联接矩阵；pg、pw、pft、pc、pd、pcx、pdc、pe分别为常规发电机组出力矩阵、风电机组出力矩阵、线路潮流矩阵、切负荷矩阵、负荷矩阵、抽蓄机组出力矩阵、常规区外来电功率注入矩阵、区外总功率矩阵；为常规发电机组m在时刻t的出力；pgmmax、pgmmin分别为常规发电机组m的最大、最小输出功率；δpgmmax、δpgmmin分别为火电机组m的最大、最小功率变化限制；sr,min为发电机组旋转备用容量；和分别为火电机组m连续开机、关机时间，其中t1和t3分别为机组开始开机和关机状态的时刻，t2和t4分别为机组结束开机、关机状态的时刻；pdi为节点i的负荷；为节点i、j之间输电通道线路潮流；pftmax、pftmin分别为输电线路传输的潮流上、下限。
36、本专利技术的优点和积极效果是：
37、本专利技术的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，在规划目标函数中，除考虑了正常运行下的成本最小、投资最小的同时，增加考虑了严重故障下的运行成本和停电惩罚，使得规划方案可考虑严重故障时尽量减少停电范围和停电量，通过规划线路提升电网抵御严重故障的能力。
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1.考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，所述模型的目标函数为：
3.根据权利要求2所述的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，所述电网投资成本Cinv包括电网扩展成本电源投资成本和储能装置年投资成本其中电源投资成本包括含火电机组、水电机组和核电机组在内的常规机组以及包括风电机组以及光伏发电机组在内的新能源机组新建成本；
4.根据权利要求2所述的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，所述正常运行状态下运行成本包括发电成本、储能装置运行成本、寿命折损成本以及系统切负荷成本的惩罚项：
5.根据权利要求2所述的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，所述的严重故障运行状态下运行成本为：
6.根据权利要求1所述的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，所述约束条件包括：
【技术特征摘要】
1.考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，所述模型的目标函数为：
3.根据权利要求2所述的考虑严重故障抵御能力的城市电网规划方法，其特征在于，所述电网投资成本cinv包括电网扩展成本电源投资成本和储能装置年投资成本其中电源投资成本包括含火电机组、水电机组和核电机组在内的常规机组以及包括风电机组以及光伏发电机组在内...
【专利技术属性】
技术研发人员：张天宇，闫大威，王魁，罗涛，张德政，雷铮，李媛媛，董逸超，宋佳，肖迁，罗凤章，李慧，宣文博，刘忠义，陈怡文，柳璐，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，
类型：发明
国别省市：
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