[发明专利]一种基于输电阻塞的输电网双层规划方法

权利要求书

1.一种基于输电阻塞的输电网双层规划方法，其特征在于：所述规划方法包括以下步骤：

S1、获取输电网阻塞盈余，基于输电网阻塞盈余构建电力市场环境下的下层最优潮流运行优化模型；

S2、获取输电阻塞成本，基于输电阻塞成本构建电力市场环境下的上层输电网规划模型；

S3、根据下层最优潮流运行优化模型，决策各运行场景源荷两侧最佳出力并求解发电机节点和负荷节点边际电价，根据上层输电网规划模型对电网建设进行规划，以最小化输电网建设成本和输电阻塞费用为目标，决策输电网的规划与扩建；

步骤S1中，构建电力市场环境下基于输电网阻塞盈余构建电力市场环境下的下层最优潮流运行优化模型，目标函数的决策变量包括负载需求发电机组出力发电机组出力和节点电压相角θ_i；

步骤S1中，目标函数为最小化购售电成本之差minC_OPF，其表达式为：

式中：m和n分别为负荷节点和发电机节点编号；为发电机组出力，为负载需求，c_g和c_d分别为发电商发电成本和用户效益，Ω_g为发电机节点集合；Ω_d为负荷节点集合；

假设发电商和用户的报价曲线均与功率线性相关，得到

式中：α_g、α_d、β_g和β_d分别为发电商发电成本和用户效益曲线参数；

根据节点边际电价理论，得到发电机节点和负荷节点边际电价，并将其应用于上层模型最小化输电阻塞费用的计算当中；

发电机节点和负荷节点边际电价的表达式分别为：

式中：ρ_gn和ρ_dm分别为发电机节点和负荷节点边际电价；和v_g,n分别为发电机出力约束上下限对偶变量；τ是系统功率平衡约束对偶变量；和μ_d,m分别为负荷功率约束上下限变量；和分别为线路输送容量约束上下限对偶变量；是负荷节点m的有功功率；

步骤S2中，构建基于输电阻塞成本构建电力市场环境下的上层输电网规划模型的目标函数，目标函数为最小化输电网规划投资总成本minC^inv，其表达式为：

minC^inv＝C^line+C^con

式中：minC^inv为最小化输电网规划投资总成本；C^line为规划期输电网线路投资成本；C^con为输电网阻塞费用，

1)规划期输电网线路投资成本C^line

规划期输电网线路投资成本包括待选新建线路的投资费用和规划期内的线路维护和管理费用，表示为：

式中：Ω_nl和Ω_l分别为待建输电线路集合和已建输电线路集合；t＝1,2,…,T对应规划期1,2,…,T；为线路投资成本回收系数；为线路ij在第t年是否投资建设的决策变量；和分别为线路ij的单位长度新建和维护管理成本；L_ij为线路ij的长度；ζ为年费用与现值折算系数；和ζ的表达式分别如下：

式中：r为资金折现率；

Y为新建线路的运行寿命年数，即线路回收周期；

2)规划期输电网阻塞费用

阻塞盈余指标有效的刻画输电网的阻塞严重程度，能够在电力市场环境下电网规划问题中有效的体现规划方案对输电阻塞状况的影响，以规划期内系统年阻塞盈余之和描述规划模型的输电网阻塞费用，其表达式为：

式中：s*为规划场景编号；为规划场景集合；为场景s*在第t年的场景发生概率；为线路ij在第t年的场景s*下的线路阻塞费用，其表达式为：

式中：Ω_d和Ω_g分别为负荷节点和发电机节点集合；m和n分别为负荷节点和发电机节点编号；和分别为负荷和发电机在第t年场景s*下负荷和发电机的有功负荷；T为单位运行时段时间长度。