[发明专利]一种新能源富集电网电源规划方法及系统

权利要求书

1.一种新能源富集电网电源规划方法，其特征在于，包括：第一阶段规划处理和第二阶段规划处理；所述第一阶段规划处理是基于电力系统安全稳定运行为前提的电源规划方法：基于规划网架结构，将线路或断面潮流最大作为优化目标，满足电压、频率运行约束条件，对网络元件进行N-1，N-2稳定校核，形成满足电力系统安全稳定要求的电源规划方案；所述第二阶段规划处理是在第一阶段电源规划成立的基础上，通过建立各类电源等效替代关系，对电源布局规划中不同类型电源的配置位置及配置数量进行优化，然后针对所选电源布局规划方案，以运行成本最小为目标函数，以资源约束、负荷需求及机组出力特性、运行成本特征为边界约束，进行电力电量平衡机新能源消纳水平分析，形成最优的布局方案；

所述第一阶段规划处理的电源规划方法包括以下步骤：

10.1)基于预先选定的运行方式，设置新能源开机出力水平和负荷水平；

10.2)提升线路或断面潮流；

10.3)设定约束条件，对全网N-1、N-2进行故障扫描；

10.4)判断，是否出现电压或频率越限情况；若出现，则对电压薄弱点进行分电压等级排序，进入步骤10.5)，并优先对高电压等级电网中的电压薄弱节点新增规划电源，分析能源禀赋、建设运行成本，以低成本为最优；

若未出现，则将线路或断面潮流提升5％，直至区外受电达到最大限值，线路或断面潮流无法上涨，输出电源规划方案；

10.5)薄弱点电源规划，根据扫描存在的问题类别，若是单纯的电压越限的问题，则优先规划动态无功设备；若是仅出现频率越限，或电压与频率同时越限的问题，则在薄弱点优先规划具有转动惯量的水电、光热、火电以及核电电源；

10.6)结合资源量、电源实际接入系统情况、机组自身调节特性进行横向对比，以故障后稳态电压恢复水平和系统频率偏差作为校核标准，建立各电源替代关系，形成包含规划电源的新电网系统，返回步骤10.3)；

10.7)根据电源替代关系，以清洁能源优先、低造价成本优先，在满足系统稳定要求的情况下选取结果最优的电源规划方案。

2.如权利要求1所述规划方法，其特征在于，所述步骤10.2)中，根据目标年电网情况，基于预设的运行方式安排并按照设定原则优化区域内线路和断面的输电能力。

3.如权利要求2所述规划方法，其特征在于，所述运行方式安排中，风力发电出力P_w按照历史装最高出力水平的80％设置，光伏发电出力P_pv按照历史最高出力水平的50％设置，水力发电出力P_hydro按照枯期水利资源情况设置开机水平，火力、热力发电出力P_thermal按照冬季供热负荷需求保证最小开机水平；负荷选取为系统内最大负荷，跨区外送直流按照规划年最大输送功率选取；运行方式设置如下：

式中，P_pvmax是光伏历史最高出力；P_wmax是风电历史最高出力；R_hyrdo是本地区枯期水利资源，f_hydro是根据水利资源计算水电机组出力水平的函数；P_L是负荷功率，f_thermal是根据负荷功率折算供热需求功率的函数。

4.如权利要求3所述规划方法，其特征在于，以断面输电能力最大为目标函数进行优化，目标函数为：

式中，表示第i个线路或断面的传输功率。

5.如权利要求1所述规划方法，其特征在于，所述步骤10.3)中，约束条件为：

式中，U_i表示节点电压，U_i0表示故障前该节点的稳态电压；f₀表示故障前的系统稳态频率，f表示故障后系统稳态频率。