[发明专利]一种电网‑可再生能源协调规划的技术方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及能源电力领域，特别涉及一种电网-可再生能源协调规划的技术方法、装置及计算设备。

背景技术

发展可再生能源是我国能源结构调整的核心内容和重要途径，但是由于可再生能源电源建设与输电网建设周期的不一致，使得我国部分地区存在可再生电源送出通道受限的情况。在未来市场环境下，电源投资商和输电网投资商是不同的利益主体，如何在协调双方利益的条件下，保证可再生能源的高效利用以及电力系统的安全、可靠、经济运行是促进可再生能源投资可持续发展的关键因素。

然而，现有的可再生能源规划方案却没有考虑相应的输电通道规划，并未结合市场和系统安全运行的约束条件，以便实现可再生能源的电源与输电网协同规划，在我国可再生能源消纳利用以及电力市场高效稳定运行的共同研究上有所欠缺。

发明内容

为此，本发明提供一种电网-可再生能源协调规划的技术方案，以力图解决或者至少缓解上面存在的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种电网-可再生能源协调规划的技术方法，适于在计算设备中执行，该方法包括如下步骤：首先获取初始的电能边际价格和输电边际价格；构建从属层模型和主导层模型，从属层模型包括基于可再生能源的发电模型和输电模型，主导层模型包括适于检验从属层模型的检验约束条件；根据从属层模型确定从属层规划，将从属层规划提交至主导层模型以进行检验；若从属层规划不满足检验约束条件，则重新计算电能边际价格和输电边际价格并将其反馈给从属层模型，直至从属层模型提交的从属层规划满足检验约束条件为止；若从属层规划满足检验约束条件，将从属层规划作为电网-可再生能源协调的整体规划。

可选地，在根据本发明的电网-可再生能源协调规划的技术方法中，发电模型包括发电公司实现利润最大化的第一目标函数和对应的第一约束条件，第一目标函数以如下公式确定：

其中，z表示电源投资利润，LMP^t为时段t电能边际价格，为第h个发电公司在时段t的累计装机容量，为时段t设备d的投资成本，为时段t第h个发电公司的设备d的容量增加量，为时段t设备d的运营成本，α^t为时段t的额外收益因子，h表示发电公司的个数序号，时段t以年为周期，t＝1,…,T，T为时间年限，d表示设备类型，设备d的总类型数为M，d＝1,…,M。

可选地，在根据本发明的电网-可再生能源协调规划的技术方法中，第一约束条件以如下公式确定：

其中，为时段t第h个发电公司的每台设备的最大额定装机容量，为时段t第h个发电公司的最大装机容量，为时段t第h个发电公司的最大资本成本。

可选地，在根据本发明的电网-可再生能源协调规划的技术方法中，输电模型包括输电公司实现利益最大化的第二目标函数和对应的第二约束条件，第二目标函数以如下公式确定：

其中，v表示电网投资利润，FMP^t为输电边际价格，为输电公司时段t备用线路的传输功率，为时段t线路f的投资成本，为时段t线路f的备用安装数，为时段t线路f的运营成本，a为输电公司的数量，f表示线路数，f＝1,…,ML，ML为线路总数。

可选地，在根据本发明的电网-可再生能源协调规划的技术方法中，第二约束条件以如下公式确定：

P(V,Θ,n)-P_G+P_D＝0

Q(V,Θ,n)-Q_G+Q_D＝0

(N+NO)S^from≤(N+NO)S^max

(N+NO)S^to≤(N+NO)S^max

其中，P(·)表示计算有功功率，Q(·)表示计算有功功率，V表示电压矢量的大小，Θ表示电压矢量的角度，n表示每支流的新增线路数，P_G和P_D分别表示生产与需求有功功率矢量，QG和QD分别表示生产与需求无功功率矢量，N表示新线路矩阵，NO表示现有线路的矩阵，S^to和S^from分别表示发射和接收终端的支流视在在功率，S^max表示视在功率上限值。

可选地，在根据本发明的电网-可再生能源协调规划的技术方法中，第二约束条件以如下公式确定：