[发明专利]一种应用于大规模风电基地的电网规划方法

说明书

本发明公开了一种应用于大规模风电基地的电网规划方法，包括以下步骤：对于单个风电集群区域进行网格化处理，考虑风场出口变电站成本、汇集站成本、线路成本建立优化模型，并包含实际并网工程的约束条件，将模型转化为混合整数线性优化模型，应用Matlab调用cplex进行求解；对于整个区域，给定各点的风资源数据，将测风数据转化为未建成的风电场的出力数据，建立规划周期内的电网投资成本和调度成本之和为优化目标，并包含风电接纳水平在内的约束条件，并利用神经网络对优化模型进行求解，得到大规模风电基地的中长期规划模型；本发明可用于大规模风电基地接入大电网的规划，提供了一种更加科学合理的规划方法将大型风电基地的出力安全、经济的接入电网。

技术领域

本发明涉及风电场规划技术领域，特别是设计了一种应用于大规模风电基地的电网规划方法。

背景技术

含风电场的电网规划设计作为电网发展前期决策阶段的一项重要工作，直接关系到电网的安全稳定的运行水平，也关系到能源利用和电网投资的经济性水平。电网规划分为长期、中期和短期三个阶段。

为整合资源合理的调整能源供给占比，各国规划了多个大规模风电基地。除了现有已经开发的风电资源比较集中的方式。还存在尚未开发的大规模风资源比较丰富的地区。这种风电基地的主要方式不是就地消纳，而是发出的电能基本外送。在开发过程中，传统的方案是规划与后期调度运维分开考虑。

通过目前大量的研究表明。对于风电资源不确定性分析。一定区域内的风电场之间存在出力的相关性。大规模区域内的风电出力具有一定的出力互补性，可以减少区域风力发电出力的波动性。前期的规划设计中，如果加入风电场与风电电场之间的耦合特性，合理搭配风资源互补的风电场，合理的贯序开发不同风资源地域，可以大大节省大规模风电出力电网，或是高渗透率电网后期调度的成本以及外送功率的功率线波动。对于大型外送电风电基地在前期设计规划时，如果合理的考虑风资源的时空相关特性，在现有电网规划的基础上计及风资源开发的贯序。就可以在电网使用的全生命周期中，降低运行成本，从而降低全生命周期成本。因此，如何将电网及运维调度一体化成为具有实际研究价值的课题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于大规模风电基地的电网规划方法，该方法能够考虑实际输变电工程实际问题，构建出考虑变电站成本和输电线成本的集群风电规划模型和综合考虑规划成本和调度运行成本的大规模风电基地的中长期规划模型，明确规划区域的风电集群的选址和贯序开发次序。

一种应用于大规模风电基地的电网规划方法，其特征在于，包含如下步骤：

获取现有电网的数据、规划周期内的负荷需求、规划区域内的风资源评估结果、规划区域内的风资源数据、各点位的规划成本参数、输电工程的典型造价、对研究区域进行栅格化处理；

根据研究区域风资源分布情况选定风电集群的区域，然后对每个风电集群区域建立考虑变电站成本和输电线路的成本的优化模型，得到变电站的选址，从而得到风电集群的网架结构。对于多个集群的区域建立考虑规划成本和调度运行成本的电网优化模型，并确保满足实际并网的约束条件；

对于风电集群的变电站的选址的数学优化模型，转化为混合整数线性模型，采用Matlab+Yalmip+CPLEX求解器进行求解，得到最终的变电站选址，并确定网架结构。对于整个区域内的电场的贯序开发、的数学模型，通过神经网络算法进行求解，得到最终4期的规划方案，每期5年；

其中，变电站选址的目标函数表达式为：

式中，为并网过程的建设运行成本，忽略并网输电过程的建设时间，可进一步定义为：