(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111400069.X (22)申请日 2021.11.24 (71)申请人 国网湖北省电力有限公司电力科 学 研究院 地址 430077 湖北省武汉市洪山区徐 东大 街227号 申请人 华中科技大 学 (72)发明人 蔡德福　王莹　林毓军　王作维　 周鲲鹏　刘海光　陈汝斯　余笑东　 王文娜　饶渝泽　张良一　苗世洪　 孙冠群　王尔玺　涂青宇　郑重　 (74)专利代理 机构 武汉楚天专利事务所 421 13 代理人 孔敏 (51)Int.Cl. H02J 3/00(2006.01)H02J 3/38(2006.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 考虑电网形态演变和结构发展的新能源差 异化配置方法 (57)摘要 本发明提供一种考虑电网形态演变和结构 发展的新能源差异化配置方法， 首先构建以可再 生能源消纳率最高、 消纳成本最低、 系统运行可 靠性最高为优化目标， 以线路扩建位置及数量、 新能源机组和储能电站的安装容量为规划变量 的上层模型； 其次， 提出包括多类型资源协调调 度的系统优化运行模型和系统可靠性评估模型 的下层模型， 在接受上层模型规划方案的基础上 分别评估系统可再生能源消纳率、 可再生能源消 纳成本以及运行可靠性， 并将规划方案评估结果 返回给上层模 型。 本发明可以有效均衡可再生能 源消纳率、 消纳成本以及系统运行可靠性之间的 关系， 有效获取电网多目标结构发展规划方案， 从而实现可 再生能源的安全经济消纳。 权利要求书5页 说明书17页 附图5页 CN 114142461 A 2022.03.04 CN 114142461 A 1.一种考虑电网形态演变和结构发展的新能源差异化配置方法， 其特征在于： 包括以 下步骤： 步骤A、 建立以可再生能源消纳率最高、 消纳成本最低、 系统运行可靠性最高为优化目 标的上层模型， 制 定优化规划方案， 其中， 规划变量为线路扩建位置及数量、 新能源机组和 储能电站的安装容量， 上层 模型在制定规划方案后， 将其传递给下层 模型， 并根据下层 模型 返回的评估值进行规划方案的迭代优化； 步骤B、 建立下层模型， 所述下层模型分别 包括多类型资源协调调度的系统优化运行模 型和系统可靠性评估模型， 在接受上层 模型规划方案的基础上分别评估系统可再生能源消 纳率、 可再生能源消纳成本以及运行 可靠性， 并将规划方案 评估结果返回给 上层模型。 2.根据权利要求1所述的一种考虑电网形态演变和结构发展的新能源差异化配置方 法， 其特征在于： 步骤A中所建立的上层模型包含三个优化目标， 分别是可再生能源消纳率最高、 消纳成 本最低、 系统运行 可靠性最高， 其中， 可 再生能源消纳率 最高如下式所示： 式中， Rrep为系统可再生能源消纳率； i为系统网络节点； Ω为网络节点集合； t为调度时 刻； 为t时刻节点i消纳的风光出力功率； 为t时刻节点i消纳的水电功率； ρi,t为t时刻 节点i的弃风率； 为t时刻节点 i的负荷功率； 消纳成本最低如下式所示： min Rc＝RL+RES+CES‑RP 式中， Rc为可再生能源消纳成本， 由日均线路扩建成本RL、 日均储能配置成本RES、 储能运 行维护成本CES以及可再生能源消纳补贴RP四部分构成； r1、 r2分别为线路和储能电站的日均 折现系数； l为建设支路变量； BS为建设支路集合； cn,l为线路l的单位长度建设成本； Il为线 路l的新建支路数量； BL,l为线路l的长度； cES为储能电站单元建设成本； MES,i为节点i的储能 电站建设数量； 分别为储能电站运行固定和可变成本系数； 分别为节点i 储能电站在t时刻的充放电功率； cpw、 crw分别为风电功率和水电功率 的补贴系数； s为折算权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 114142461 A 2率； NP1,2为线路、 储能电站的使用寿 命； 系统运行 可靠性最高如下式所示： 式中， EEENS代表系统负荷断供容量期望值； S为可靠性评估状态样本集合； k为状态样本 变量； pk为样本k出现的概 率； 为负荷断供容 量值。 3.根据权利要求1所述的一种考虑电网形态演变和结构发展的新能源差异化配置方 法， 其特征在于： 步骤A中上层模型的约束条件包括规划成本约束、 储能电站配置单元约束以及扩建线 路数量约束， 其中， 规划成本约束如下式所示： 式中， RL、 RES代表日均线路扩建成本以及日均储能配置成本， 代表规划方案的总预算； 储能电站配置单 元约束如下式所示： 式中， 为储能电站的最大建 设单元数量； 扩建线路数量约束如下式所示： 式中， 代表为l所在走廊最大允许扩建线路数。 4.根据权利要求1所述的一种考虑电网形态演变和结构发展的新能源差异化配置方 法， 其特征在于： 步骤B中下层模型中的多类型资源协调调度的系统优化运行模型， 模型的优化目标为 最大化可再生能源消纳率， 模型的约束 条件包括线路潮流约束、 风光出力功 率约束、 节点功 率平衡约束、 水电送电约束； 线路潮流如下式所示： 式中， fl,t为t时刻线路l的潮流值； bl,n、 bl,I分别为线路l原有支路和新建支路的导纳 值； l+、 l‑为线路l的始末节点； 分别为t时刻线路l始末节点相角； 线路潮流约束如下式所示： ‑(Bl+Il)Fl,max≤fl,t≤(Bl+Il)Fl,max 式中， Bl为线路l原有支路数； Fl,max为线路l潮流限值； 风光出力功率约束包括风电出力功率约束和光伏出力功率约束， 其中风电出力功率约 束如下所示： 0≤Ptwi≤GWPtwre 式中， Ptwi为t时刻风电机组的出力功率； Ptwre为可用风电资源； GW为风电机组装机容量 系数； 光伏出力功率约束如下 所示： 0≤Pts≤GSPtsre权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 114142461 A 3