低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法技术

本发明专利技术涉及一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，所述方法包括下列步骤：将输电网的多阶段按照时间顺序划分为相互联系的多个单阶段；对全部单阶段合并后建立输电网的二层规划模型，所述二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；采用改进遗传算法和原始‑对偶内点法的混合算法对输电网的二层规划模型求解，根据得到的结果实现多阶段输电网规划。与现有技术相比，本发明专利技术具有将能效电网与多阶段输电网规划有效结合、提高能源利用效率、减少电力建设投资以及保证系统规划的结构和投资最优化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及输电网规划领域，尤其是涉及一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法。
技术介绍
随着环境污染的日益恶化，降低碳排放在世界范围内受到人们的重视，低碳发展成为世界实现可持续发展的必然选择。为了维持我国经济的可持续健康发展，国务院发布的《“十二五”节能减排综合性工作方案》中已经明确提出控制主要污染物排放总量，并且提出要加强电力需求侧管理，大力推广能效电厂。能效电厂属于需求侧管理的一种，通过改变用户的用电方式，选择节能高效的用电设备，提高电能的使用效率，不仅有效减少电力建设投资成本，保证电力系统经济可靠运行，还能减少用户电费开支，大大降低能源消耗，改善环境质量，是实现节能减排的有效途径。在输电网规划中考虑能效电厂，能够缓解当前电力供应紧张的局面，还能在节能减排方面发挥重要作用，这对合理利用资源配置，减少电力建设投资、提高能源效率有着重要的意义。多阶段输电网规划也称动态输电网规划，一般电力系统规划周期长，通常分几个阶段进行。多阶段输电网规划是一个复杂的组合优化问题，在规划期间既要考虑各阶段电网规划方案的可行性，又要考虑各个规划阶段之间的影响，每一阶段方案不仅要考虑本阶段要求，还要考虑对整个规划方案的影响，各个阶段之间具有动态性。然而现有的输电网没有考虑并入能效电厂后的动态规划方法，缺少节能减排的意识。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，所述方法包括下列步骤：1)将输电网的多阶段按照时间顺序划分为相互联系的多个单阶段；2)对步骤1)中的全部单阶段合并后建立输电网的二层规划模型，所述二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；3)采用改进遗传算法和原始-对偶内点法的混合算法对步骤2)中建立的输电网的二层规划模型求解，根据得到的结果实现多阶段输电网规划。所述上层规划模型的目标函数为总投资成本净现值最小，约束条件包括正常运行情况下的潮流约束条件、N-1情况下的潮流约束条件、线路有功潮流约束条件和输电线路约束条件；所述下层规划模型以切负荷惩罚费用最小为目标函数，约束条件包括正常运行状态下的潮流约束条件、N-1情况下的潮流约束条件、切负荷约束条件、线路潮流约束条件和发电机出力约束条件。所述上层规划模型具体为： min F = Σ t = 1 T 1 ( 1 + r ) m ( t - 1 ) [ Σ i , j ∈ Ω C i j t L i j n i j t + S f u e l t + S e n i v t + f t ] + S E ]]> m ( t ) = Σ 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：1)将输电网的多阶段按照时间顺序划分为相互联系的多个单阶段；2)对步骤1)中的全部单阶段合并后建立输电网的二层规划模型，所述二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；3)采用改进遗传算法和原始‑对偶内点法的混合算法对步骤2)中建立的输电网的二层规划模型求解，根据得到的结果实现多阶段输电网规划。

【技术特征摘要】
1.一种低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：1)将输电网的多阶段按照时间顺序划分为相互联系的多个单阶段；2)对步骤1)中的全部单阶段合并后建立输电网的二层规划模型，所述二层规划模型包括上层规划模型和下层规划模型；3)采用改进遗传算法和原始-对偶内点法的混合算法对步骤2)中建立的输电网的二层规划模型求解，根据得到的结果实现多阶段输电网规划。2.根据权利要求1所述的低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，其特征在于，所述上层规划模型的目标函数为总投资成本净现值最小，约束条件包括正常运行情况下的潮流约束条件、N-1情况下的潮流约束条件、线路有功潮流约束条件和输电线路约束条件；所述下层规划模型以切负荷惩罚费用最小为目标函数，约束条件包括正常运行状态下的潮流约束条件、N-1情况下的潮流约束条件、切负荷约束条件、线路潮流约束条件和发电机出力约束条件。3.根据权利要求2所述的低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，其特征在于，所述上层规划模型具体为： min F = Σ t = 1 T 1 ( 1 + r ) m ( t - 1 ) [ Σ i , j ∈ Ω C i j t L i j n i j t + S f u e l t + S e n i v t + f t ] + S E ]]> m ( t ) = Σ i = 1 t g ( i ) ]]> S f u e l t = C f u e l Σ k = 1 N G P G k t T h t ]]> S e n i v t = Σ i = 1 N W C W i H i Σ k = 1 N G P G k t T h t ]]> S E = C E Σ j = 1 N E P E j ]]> 0 ≤ n i j t ≤ n ‾ i j t ]]>其中，m(t)为从第1阶段到第t阶段为止包含的总年份数，为第t阶段发电机组运行成本，Cfuel为单位发电运行成本，为第t阶段发电机组产生的环境成本，SE为能效电厂的建设费用，t为当前阶段，T为阶段总数，r为贴现率，Ω为节点的集合，g(i)为第i阶段包含的年数，为第t阶段节点i到j的输电线路单位投资费用，Lij为节点i到j的输电线长度，为节点i到j之间新建输电线路回数，为第t阶段节点i到j之间新建输电线路回数上限，ft为第t阶段下层产生的切负荷惩罚费用，NG为发电机组的集合，为第k台发电机的出力，为第t阶段最大负荷利用小时数，NW为污染气体的集合，CWi为第i种污染气体的环境成本，Hi为单位发电量的第i种污染气体排放量，CE为能效电厂的单位投资成本，NE为能效电厂的集合，PEj为第j个能效电厂的容量，为第t阶段系统节点导纳矩阵，θt为第t阶段节点相角列向量，为第t阶段节点i到节点j之间输电线路上的总潮流，为第t阶段节点i到节点j之间原有的线路回路数，为第t阶段节点i到节点j之间单条回路容量上限，xij为线路阻抗，为第t阶段的发电机发电量，为第t阶段的能效电厂发电量，为第t阶段的负荷量，为第t阶段正常运行状态下的切负荷量，为第t阶段运行状态下任一条线路退出运行时的切负荷量，^代表线路N-1条件下的网络参数及对应的潮流。4.根据权利要求3所述的低碳环境下基于二层规划模型的多阶段输电网规划方法，其特征在于，所述下层规划模型具体为： min f t = α Σ i ∈ Ω P R i t + β Σ l ∈ N L t Σ i ∈ Ω P ^ R l , i t ]]> s . t . Σ i , j ∈ Ω B ^ 0 , i j t θ ^ i j t = P G i t + P E i t - P D i t + P ^ R i t 0 ≤ P ^ R i t ≤ P D ...

【专利技术属性】
技术研发人员：范宏，高绘彦，蒋焱彬，
申请(专利权)人：上海电力学院，
类型：发明
国别省市：上海;31