输电规划方法的评述

评述了输电规划的现状,分析了电力市场改革给输电规划带来的新问题。从优化问题的诸要素出发,归纳现有的输电规划求解方法。指出输电规划在考虑经济性的同时,要以量化的指标来反映系统的安全风险水平,兼顾规划方案的经济性和安全性。在此基础上讨论了输电规划的发展趋势。

风电并网时基于需求侧响应的输电规划模型

在输电规划中引入需求侧响应机制,能够促使用户根据实时供用电情况改变电量消费行为,这有利于提高电网运行的灵活性,是应对风电并网不确定性问题的有效手段。综合考虑了风电机组出力的不确定性,建立了风电出力估算模型,并在输电规划目标函数中引入需求侧响应成本,建立了基于需求侧响应机制的输电规划模型,采用贪婪随机自适应搜索过程(greedy randomized adaptive search procedure,GRASP)对模型进行求解。根据Garver 6节点和IEEE-24节点系统测算基于需求侧响应机制的输电规划模型,并通过与一般输电规划模型对比,验证了基于需求侧响应机制的输电规划模型的有效性。

基于静态和动态安全风险的输电规划 (二)计及注入功率的不确定性

与传统电力工业环境相比,市场环境下的输电规划面临的电源建设和需求变化因素更不确定。为了使未来的输电网具有更好的适应性,提出的输电规划模型不仅同时计及了系统静态和动态的安全风险,还考虑了注入功率的不确定性。对该模型给出了基于蒙特卡罗仿真和“先放松约束,再逐条扩展线路”的求解方法,仿真结果验证了其可行性。

基于静态和动态安全风险的输电规划 (一)确定性的注入功率

按照概率性的N-1准则,采用考虑动态及静态安全风险的输电规划模型,提出“先放松约束,再逐条扩展线路”的优化策略。基于扩展等面积准则(EEAC)稳定性量化理论,评估规划方案的安全风险,根据失稳模式来指导线路的扩展。通过各个优化子问题之间的迭代,克服了多目标优化的困难,同时大大减少了计算量。仿真验证了该模型的合理性和求解方法的有效性。

输电规划中计入环境因素的路径决策

输电规划要兼顾可靠性和经济性,而规划区域的环境条件对输电线路的投资费用有直接的影响。分析了输电规划与地理环境间的相互关系,提出考虑地理环境信息的输电布线路径的决策方法,以估算输电规划中备选线路的长度和成本。该方法将地图单元格化,利用模式识别技术量化每个单元格的环境综合成本,在此基础上建立计及环境成本的输电线路走廊优化模型,并提出一种双种群改进智能蚁群算法对模型进行求解。算例分析验证了所述路径优化方法的正确性和有效性。

基于混沌量子蜜蜂算法的机会约束输电规划

电力市场环境下的众多不确定因素具有明显的随机性与模糊性,且对输电规划会产生重要影响。利用不确定规划理论建立了随机模糊最小最大机会约束输电规划模型,在最小可能的总投资成本条件下寻找最优规划方案。借鉴蜜蜂觅食与交配行为,引入混沌优化与量子计算方法,设计混沌量子蜜蜂算法实现了对上述输电规划问题的求解,研究给出具体求解步骤,基于梯度的量子旋转角的计算方法提高解的精度,利用高斯量子突变保持种群的多样性,并证明了该算法以概率1收敛。通过30节点系统测算表明,混沌量子蜜蜂算法求解机会约束输电规划问题具有收敛速度快、精度高的特点。

电力市场条件下的发输电规划协调与运行模式

研究了电力市场的发电和输电中期规划模式。根据中国电力市场和电网结构的特点,提出了节点输电电价和建立当地电价系统的建议;推荐采用“统一规划、发电投标决策”和“参考规划、发电自主决策”规划模式协调输电和发电规划。

混沌免疫接种粒子群优化及其在输电规划中的应用

针对基本粒子群优化收敛性受初始粒子分布影响较大的缺点,结合混沌优化的遍历性和人工疫苗接种思想,提出混沌免疫接种粒子群优化,并应用于多阶段输电规划模型求解。混沌免疫接种粒子群优化利用混沌产生大量初始粒子并选择较优的粒子作为初始粒子群,改善了随机初始化不能保证粒子合理分布的缺点;在粒子进化过程中采用人工疫苗接种优化技术,能改善其收敛速度和精度。通过4阶段输电规划算例研究,并分析比较基本粒子群优化、混沌粒子群优化、免疫接种粒子群优化和混沌免疫接种粒子群优化的输电规划模型求解,结果表明提出的混沌免疫接种粒子群优化的有效性和优越性。

智能电网条件下的输电规划研究

智能电网是电力系统发展的目标,做好智能电网条件下的输电规划意义重大。文章首先对余弦排序理论进行介绍,接着基于该理论从经济性、灵活性、可靠性、适应性、抗毁性等五个层面进行考量,提出严格的数学模型;最后将模型应用于18节点的计算,并得到满意的结果。文章的研究有助于智能电网的推进和优化,具有一定价值。

美国输电规划的准则及其对我国的启示

市场条件下输电网规划所处的环境已经发生了重大变化,面对的不确定性因素大大增加,输电网规划难度也在加大,所以如何科学、合理地制定电网发展规划已经成为我国一个迫切需要解决的问题。美国的电力市场化改革早于中国,对于市场条件下的输电网规划,制定了一系列切实可行的规划准则,包括基本原则、规划层次、规划程序及成本分摊机制等,这些准则对我国现阶段的输电网规划有一定的参考意义。

基于元胞自动机的输电规划GIS路径决策

输电规划要同时兼顾安全性、可靠性、经济性和环保性,而规划区域的地理环境因素对输电规划的线路决策具有直接的影响,线路的选择直接影响输电规划的投资费用。通过分析输电规划与地理环境之间的相互关系,提出考虑地理环境因素基于元胞自动机的输电规划GIS路径决策方法。该方法引入了元胞自动机模型,利用该模型在规划的区域内确定输电线路所要经过的各个元胞,再确定输电线路走向,最终形成输电规划的路径。实验证明该方法的可行性和适用性。

风电群输电规划评价指标体系和方法

内陆山地风电、湖区风电等风电群,具有风电分布范围广、单个风电容量小等特点。针对风电群的送出,首先,从经济性、安全性和适应性等方面,建立了一套适用于风电群输电规划的综合评价指标体系;然后,综合考虑评价指标的主客观权重,利用基于矩估计理论的最优组合赋权方法确定各指标的最优组合权值,并将灰色关联分析法和余弦排序法结合,提出改进的灰色关联分析法,用以更加准确合理地对各个方案进行优选;最后,利用所提出的评价指标体系和评价方法对湖南某山地风电群输电规划进行了研究。研究结果验证了所提出评价指标体系和评价方法的有效性和可行性。

电力市场环境下发电和输电规划协调问题综述

电源与电网是构成电力系统的不可分割的重要组成部分,而电能所具有的不可大量存储的特征决定了电源规划与电网规划必须紧密协调,有序进行。如何对发电和输电投资与规划进行协调,以避免因为电网建设的滞后而导致电力供应的短缺或因为装机无序而导致资源的浪费,是电力工业市场化改革过程中需要认真研究的一个重要问题,目前国内外这一领域的研究工作仍然处于探索阶段。文中对市场环境下发输电协调规划的相关问题进行了阐述,对文献中提出的多种协调规划模式进行了评析,介绍了国际上实际运营的电力市场所采用的方法,指出了需要研究的一些重要问题。

考虑风电综合利用指标约束的输电规划模型

风电的大规模并网,对输电网的影响不容忽视。考虑风电出力的随机性及不可控性,建立风电机组发电功率评估模型,计算风电发电功率的期望值;引入风电综合利用指标,统筹风电利用及输电规划成本二者之间的矛盾;建立考虑风电综合利用指标约束的输电规划模型。以18节点系统为例,对比分析传统输电规划模型与考虑风电综合利用指标约束的输电规划模型的两种规划结果的异同,验证考虑风电综合利用指标约束的输电规划模型的有效性。

风储联合系统的输电规划研究

针对风储联合系统给电网带来的不确定性因素使得输电网规划更加复杂的问题,采用直接法,根据历史或预测数据,对风电场出力进行了分段线性化处理,电网中其他火电机组按照最优经济调度原则配合风电场进行出力,建立了以全网效益最大化为目标的输电网规划模型。算例以风电场典型日出力曲线为基础,选用改进IEEE-18节点系统,利用人工鱼群算法对所建模型进行求解。算例分析表明,在风电场中投入储能设备能够减少输电网扩建线路长度,减小风电场出力的波动,提高电网效益,具有可行性。

大型核电站输电规划方案研究

大力发展核电是我国应对气候变化、调整能源结构的重要举措,以L核电站6×1 250 MW机组接入广东电网的输电规划方案进行了研究和分析,在确定电厂送电方向和现有通道输电能力的基础上,提出了两大类共四种输电方案,利用电力系统分析软件工具(PSD),从电网潮流分布、稳定校核、短路电流水平、经济性等方面进行了仿真和计算,综合比较得出推荐方案。结果表明:分别以三回500 k V线路接入A站和B站可以满足核电站全部电力的送出,且技术经济性最优,文章总结提炼的接入电网关注点可作为其他类似大容量核电站拟定输电规划方案的参考。

县域风电群输电规划方案特点

本文根据湖南省风能资源的分布以及风电的出力特性,简要探讨风电群电能消纳需要考虑的主要因素,介绍湖南县域风电群规划方案的特点,并通过一个实际算例介绍县域风电群输电规划的设计过程,为设计人员进行风电群规划提供参考。

锡盟特高压配套风电基地输电规划研究

立足于改善电源结构,优化资源配置,充分利用锡林郭勒盟风资源优势,对锡林郭勒盟特高压交直流配套7000MW风电基地的电力送出开展输电规划研究。结合地区电网及受端电力市场空间,指出锡盟风电基地的市场定位是与火电基地共同通过特高压交直流输电通道送至华北、华东地区;根据风电出力特性、火电出力特性以及特高压交直流通道的运行方式,分析锡盟风电基地消纳情况,提出火电灵活性改造、增加受端旋转备用等改善风电消纳水平的措施;综合考虑锡盟风电基地开发规模、布局特点、特高压站布点、配套火电规模、接入电网条件等因素,对锡盟风电基地输电方式、接网方案进行规划研究,建议锡盟风电基地通过5个500kV升压站汇集后分别独立接入特高压交直流送端。

输电线路规划方法和寿命周期成本综述

按照传统标准设计的输电线路规划存在效率低和资本浪费等问题。经济研究表明,采用优化设计和科学成本管理方法的输电线路建设对于节省资本投资具有重要意义。因此,从输电线路扩建规划方面进行了探讨研究,以帮助在输电线路建设和运营方面做出更明智的决策。首先,通过综述国内外的研究论文,概述了输电线路规划的基础理论,系统梳理了输电线路规划的方法,包括确定性方法、启发式方法、元启发式方法等,分析了各种方法的优缺点;然后,在经济评估方面考虑线路建设、运行、维护等多个阶段的费用,提出了寿命周期成本分析,更全面地评估输电线路规划方案的经济性。

高比例新能源接入的输电网外送通道与储能分布鲁棒优化协同规划方法

针对具有强随机性、集中式、大容量的风电与光伏并网给输电网的安全运行及新能源消纳带来的巨大挑战,考虑风电与光伏出力的不确定性和时序相关性,提出高比例新能源接入的输电网外送通道与储能的分布鲁棒优化协同规划方法。首先,以外送通道与储能的规划共同作为决策变量,将富余的新能源资源通过规划的外送通道送出;其次,利用储能缓解和抑制新能源发电的间歇性和随机波动性,促进实现新能源的全额消纳;然后,应用二阶锥凸松弛、泰勒级数展开等技术,将原混合整数非凸非线性规划模型转化成混合整数凸规划模型,以实现高效求解。最后,以改进IEEE 39节点输电系统为算例进行仿真计算,验证了所提模型和算法的正确性和有效性。