考虑不确定因素的输电网灵活规划方法研究

电网规模的不断增大和电力系统的市场化改革给电网规划工作带来了很多的不确定性。传统确定性因素下的输电网规划方法得到的规划方案对未来年不确定性环境的适应性较低。本文基于灵活规划的思想,针对目前输电网灵活规划研究中存在的问题,着重研究了考虑不确定因素的系统安全性判定方法和系统性能评价指标,建立了适合不同要求的输电网灵活规划新模型,完善了考虑不确定因素的输电网灵活规划理论。其主要成果如下: 1)建立了区间最小切负荷模型,证明了该模型最优解的存在性,求解此模型能够精确求得区间负荷下区间最小切负荷量的全局最优解,为区间负荷下的电力系统安全性评估提供了新的思路。求解时将该模型分解为基于双层线性规划模型的区间至多切负荷模型和基于线性规划模型的区间至少切负荷模型两个子模型,分别求解两个子模型即可求得区间最小切负荷量的区间上下限值。 2)使用参数线性规划的相关理论,证明了区间至多切负荷量所对应负荷取值的负荷边界特性,利用此特性并结合双层线性规划理论,提出了改进的分支定界算法,可快速准确求得系统的区间至多切负荷量,大大缩短了区间不确定信息下系统安全性的判定时间。 3)建立了区间负荷下的输电网灵活规划模型,求解该模型得到满足区间负荷下系统安全性的输电网规划方案。结合区间最小切负荷的相关理论,使用改进的贪婪随机自适应搜索算法可快速有效的求解该模型。 4)建立了模糊负荷下基于可信性理论的输电网灵活规划模型,引入可信度指标来评价模糊不确定信息下系统的性能,该指标具有严格的数学基础和物理意义。证明了可信度指标等价定理,得到给定可信度指标下的等效区间输电网灵活规划模型,可直接使用区间输电网灵活规划理论对该模型进行分析求解。 5)建立了考虑线路负载率和可用传输能力的输电网灵活规划模型,通过引入线路负载率约束和可用传输能力约束来应对未来年负荷增长大小和地点的不确定性,新模型无需对未来年的不确定因素进行详细建模,易于求解并可处理系统中区域负荷增长的不确定性。 6)建立了考虑发电备用容量的输电网灵活规划模型,通过在模型中引入发电机故障约束和负荷增长约束,确保系统在出现发电机故障或负荷不确定性增长时,网络有足够的可用传输容量来传输系统中的发电备用以满足考虑不确定因素的系统安全性要求。 通过Garver-6节点系统和某实际地区77节点系统算例的分析和比较,说明了本文研究成果的可行性、有效性和适用范围。