[发明专利]一种面向能源互联网的电力系统分层环网规划方法

说明书

本发明公开了一种面向能源互联网的电力系统分层环网规划方法，所述电力规划方法包括以下步骤：步骤1：数据搜集；搜集电力系统规划区域用户负荷数据并划分为网格，合并网格形成分层分区；步骤2：生成节点；参考分层分区数目、本地能源供给率η和区域储能容量配比ε生成规划所需节点；步骤3：生成特高压双环骨架，设计由内环向外辐射的特高压双环骨架作为规划初始层；步骤4：各层各分区连接成环，各分区中输配电节点连接成环；步骤5：局域发电设备联网，根据供电等级需求将局域发电设备连接入网络；步骤6：局域储能中心联网，根据备用需求将局域储能中心连接入网。

技术领域

本发明属于电力系统规划技术领域，尤其涉及能源互联网趋势下的高可靠性、高清洁能源兼容性电力系统拓展规划方法。

背景技术

能源互联网被认为是解决电力系统清洁能源兼容和深度高效控制的未来电力系统发展方向，能源互联网“区域自治，分层调控”的结构特点也得到了越来越多专家学者认可。如何考虑电力系统建设的连续性和经济性，依托现有电网结构按照能源互联网特征进行电力系统规划，使得电网规划建设逐渐向能源互联网方向演化具有很好的实践意义和经济价值。

我国传统的电力系统网架规划拓展结构方案主要有以下几种：1)三机接线规划，此种结构系统联络线之间具有相互影响，当一条重载联络线因故障断开，可能导致另一条联络线运行方式的危险变化；2)链形接线规划，此种结构系统的运行方式对故障时联络线的影响很大，可能会发生功角稳定、电压稳定和频率稳定问题，也可能会发生由于接线中的个别环节危险过载，使事故扩大；3)放射性结构规划，在此种结构中，当功率缺额时，它能切除部分负荷，而在功率余额时，又能降低发电功率，可保证任一放射型联络线上不发生过负荷，但对中心节点要求较高；4)环形接线规划，此种接线的特点是运行方式的多样性，任一环节断开，不仅会引起环内各环节输送功率的大小变化，而且其方向也变化，整个环网的总运行方式由它的“危险断面”所决定，会导致另一断面的功率危险增大；5)多回路系统规划，此种接线结构是电网最终的较为理想的结构方式，该结构可以在多种故障下，保持系统的稳定性，但是建设经济性较低。

从国际上来看，巴黎电网的“三环放射性”结构、新加坡电网的“梅花型”接线结构以及东京电网的“手拉手”结构是较为独特的可靠性保证较高的电网规划结构。但面向能源互联网“分层调控、区域自治”等特征，需要加入更多的信息节点设备、储能节点设备等，需要更加可靠、兼容的网架结构规划方法。

综上所述，迫切需要一种能够既能够面向未来能源互联网方向，又能兼容目前电网架构的电力系统规划扩展方法。

发明内容

本发明从目前电网架构出发，考虑能源互联网特征，提出了基于现有电网结构，分层分区向能源互联网方向进行电网拓扑结构规划，建立“分层自治、层内分区、区内成环、环间互联”的分层环网自治(Hierarchical Ring Network Autonomy，HRNA)电力系统网架规划结构。

本发明公开了一种面向能源互联网的电力系统分层环网规划方法，所述电力系统规划方法包括以下步骤：

步骤1：设定电网各层级及分区相关参数；

步骤2：在规划区域外环和内环规划特高压输电线路落地节点，由外环向内环辐射连接，外环节点数为N_outer，内环节点数为N_inner，原则上N_outer≥N_inner；设置内层节点数N_inner等于下层l＝2时分区数目，也即P₂＝N_inner；节点间无向边为e(n_i,n_j)＝1，边的数目大于3(N_outer+N_inner)/2，且所有边满足以下条件：