阅读说明：本技术 一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法 (Power transmission network planning cost benefit evaluation method in power market environment ) 是由 岳昊 聂文海 岳云力 周毅 丁健民 李顺昕 武冰清 杨金刚 陈丹 李笑蓉 单体华 于 2021-08-05 设计创作，主要内容包括：一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法：确定规划目标年份以及当前年份中输电网网络特征；建立规划目标年份中输电网规划方案及其输电设备技术特征参数；建立电力市场中火电发电机组的特征参数；确定规划目标年份的全年每小时每个风电和光伏电站的发电功率、每小时电力系统电力负荷用电功率；构建电力市场仿真模型；根据电力市场仿真模型,得到基础情景电力市场仿真数据；在基础情景电力市场仿真数据基础上得到规划情景电力市场仿真数据；根据基础情景电力市场仿真数据和规划情景电力市场仿真数据进行仿真得出结果,并计算输电网规划成本效益值。本发明可以更全面的考虑输电规划对电网系统自身、电力用户以及全社会的效益影响。(A power transmission network planning cost benefit assessment method in an electric power market environment comprises the following steps: determining the characteristics of the power transmission network in a planning target year and a current year; establishing a power transmission network planning scheme and power transmission equipment technical characteristic parameters thereof in a planning target year; establishing characteristic parameters of the thermoelectric generator set in the electric power market; determining the power generation power of each wind power and photovoltaic power station and the power consumption power of the power system power load in each hour all the year around the planning target year; constructing a power market simulation model; obtaining basic scene electric power market simulation data according to the electric power market simulation model; obtaining planning scenario electric power market simulation data on the basis of the basic scenario electric power market simulation data; and simulating according to the simulation data of the basic scenario electric power market and the simulation data of the planning scenario electric power market to obtain a result, and calculating a planning cost benefit value of the power transmission network. The invention can more comprehensively consider the influence of the power transmission planning on the benefits of the power grid system, the power users and the whole society.)

一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法

技术领域

本发明涉及一种输电网规划成本评估方法。特别是涉及一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法。

背景技术

为了系统性降碳脱碳，电力行业将加快构建以新能源为主体的新型电力系统。然而，大规模高比例新能源并网将给电力系统带来严峻挑战，电力电量总量富余与时空不匹配的矛盾将日益突出，电网规划和运行面临的不确定性大幅增加。同时，计划调度方式逐步被中长期交易和现货市场机制替代，新能源逐步参与市场化交易，储能、电动汽车等需求响应资源也逐步被纳入市场，电网规划过程中考虑安全运行、系统成本、市场运行协调方面变得越来越复杂，传统的电网规划方法已经不再完全适用，需要进行全面的优化和改善。

传统的输电网规划方法是以负荷预测和电源规划为基础。电网规划确定在何时、何地投建何种类型的输电线路及其回路数，以达到规划周期内所需要的输电能力，在满足各项技术指标的前提下使输电系统花费的费用最小。

欧美发达国家或地区的电网规划是以竞争性电力市场为基础，考虑负荷分布、电源规划、新能源规划等因素，依据不同地域的不同发展定位和需求，制定整体电网发展策略和目标网架，优化电网结构，提高供电能力和可靠性，实现电网供电能力上的合理储备、空间上的合理布局以及时间上的合理过渡，提升社会整体福利。因此，在电力市场环境下进行电网规划过程中应重点评估各利益相关方的经济效益。

国内输电网规划大多依靠于计划配置资源的机制，采用政府定价和计划调度的电力电量平衡模式，主要关注总量平衡，而忽视不同电源结构对电力市场经济性贡献的差异性和负荷的实际特性。随着电力行业将加快构建以新能源为主体的新型电力系统，输电网规划要以电力市场为基础，让电力市场在电力资源配置中发挥决定性作用，通过市场信号来引导输电网络建设和电源投资。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法。

本发明所采用的技术方案是：一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法，包括如下步骤：

1)确定规划目标年份y_plan；

2)确定当前年份中，输电网网络特征，包括输电线路和变电设备的起始节点、终止节点、电抗值x_plan；

3)建立规划目标年份的输电网规划方案及规划方案中输电设备技术特征参数，所述技术特征参数包括：输电设备的起始节点、终止节点、阻抗值x_plan、投资成本C_plan；

4)建立电力市场中火电发电机组的特征参数，包括每台发电机组的发电成本，额定功率最小发电功率爬坡率RD_th,i；

5)确定规划目标年份的全年每小时每个风电和光伏电站的发电功率P_re,i,t，其中t为1～8760小时；

6)确定规划目标年份的全年每小时电力系统电力负荷用电功率LD_t，其中t为1～8760小时；

7)构建电力市场仿真模型，所述电力市场仿真模型为一个线性规划模型，模型中的目标函数为最小化系统发电成本，模型中的约束条件包括：火电机组出力上下限、火电机组报价段出力限制、火电机组总出力约束、火电机组爬坡约束、功率平衡约束以及输电安全约束；

8)将电力市场中规划目标年风电和光伏电站的发电功率、规划目标年火电发电机组的特征参数、规划目标年电力系统电力负荷用电功率以及当前年份输电网网络特征代入电力市场仿真模型，得到基础情景电力市场仿真数据；进行基础情景全年电力市场仿真的优化计算，获得每个时段的系统边际电价lmp_t,base，以及每时段供应的电力负荷电量ld_t,base；

9)在基础情景电力市场仿真数据中，加入规划目标年份的输电网规划方案的技术特征参数，得到规划情景电力市场仿真数据，进行规划情景年全年电力市场仿真的优化计算，获得每个时段的系统边际电价lmp_t,plan，以及每时段供应的电力负荷电量ld_t,plan；

10)根据基础情景电力市场仿真数据和规划情景电力市场仿真数据进行仿真得出结果，并计算输电网规划成本效益值。

本发明的一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法，具有如下优点及有益效果：

1、本发明提出的输电网规划方法针对电网的实际情况，深入研究在电力现货市场环境下如何开展输电网规划工作，以电网安全稳定运行为基础，有利于提高电力市场的全局利益。

2、本发明提出的输电网规划方法可以统筹兼顾各类市场主体的利益、新能源消纳以及电网的发展目标，可以更全面的考虑输电规划对电网系统自身、电力用户以及全社会的效益影响。

3、解决当前输电网规划成本效益评估依靠计划概算而忽略市场因素的技术问题。

附图说明

图1是本发明一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法的流程图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明的基于丝杠和直线导轨的竖直方向波浪浮标检测装置及方法做出详细说明。

如图1所示，本发明的一种电力市场环境下的输电网规划成本效益评估方法，包括如下步骤：

1)确定规划目标年份y_plan；

2)确定当前年份中，输电网网络特征，包括输电线路和变电设备的起始节点、终止节点、电抗值x_plan；

3)建立规划目标年份的输电网规划方案及规划方案中输电设备技术特征参数，所述技术特征参数包括：输电设备的起始节点、终止节点、阻抗值x_plan、投资成本C_plan；

4)建立电力市场中火电发电机组的特征参数，包括每台发电机组的发电成本，额定功率最小发电功率爬坡率RD_th,i；

5)确定规划目标年份的全年每小时每个风电和光伏电站的发电功率P_re，i,t，其中t为1～8760小时；

6)确定规划目标年份的全年每小时电力系统电力负荷用电功率LD_t，其中t为1～8760小时；

7)构建电力市场仿真模型，所述电力市场仿真模型为一个线性规划模型，模型中的目标函数为最小化系统发电成本，模型中的约束条件包括：火电机组出力上下限、火电机组报价段出力限制、火电机组总出力约束、火电机组爬坡约束、功率平衡约束以及输电安全约束；其中，

所述的电力市场仿真模型的目标函数为：

其中，C为投资成本，为t时刻火电发电机组b在报价段U的实际出力功率，为t时刻发电机组b在报价段U的发电成本，T为8760小时，BU为发电机总数。

所述的电力市场仿真模型约束条件，具体如下：

(1)火电机组出力上下限

(2)火电机组报价段出力限制

(3)火电机组总出力约束

(4)火电机组爬坡约束

p_th,i,t-1-p_th，i，t≤RD_th,i (5)

p_th,i,t-p_th,i,t-1≤RD_th,i (6)

(5)功率平衡约束

(6)输电安全约束

其中，为t时刻火电发电机组b在报价段U的实际出力功率，为t时刻火电机组的最小发电功率，为t时刻火电机组的额定功率，p_th,i,t为t时刻火电机组的实际发电功率，p_th,i,t-1为t-1时刻火电机组的实际发电功率，是t时刻发电机组b在报价段U的最大出力功率，RD_th,i为火电机组的爬坡率，LD_t为，t时刻电力系统电力负荷用电功率，是l断面在t时刻的潮流下限，是l断面在t时刻的潮流上限，SF_l，i，t是l断面i节点在t时刻的潮流灵敏度，p_i，t是i节点总注入功率，p_j，t是j节点总输出功率。

8)将电力市场中规划目标年风电和光伏电站的发电功率、规划目标年火电发电机组的特征参数、规划目标年电力系统电力负荷用电功率以及当前年份输电网网络特征代入电力市场仿真模型，得到基础情景电力市场仿真数据；进行基础情景全年电力市场仿真的优化计算，获得每个时段的系统边际电价lmp_t,base，以及每时段供应的电力负荷电量ld_t,base；

9)在基础情景电力市场仿真数据中，加入规划目标年份的输电网规划方案的技术特征参数，得到规划情景电力市场仿真数据，进行规划情景年全年电力市场仿真的优化计算，获得每个时段的系统边际电价lmp_t,plan，以及每时段供应的电力负荷电量ld_t,plan；

10)根据基础情景电力市场仿真数据和规划情景电力市场仿真数据进行仿真得出结果，并计算输电网规划成本效益值。所述的计算输电网规划成本效益值，包括：

(1)计算基础情景电力系统中电力负荷的总购电成本；

(2)计算规划情景电力系统中电力负荷的总购电成本；

(3)计算输电网规划对电力市场的经济效益；

B_plan＝LP_plan-LP_base

(4)输电网规划成本效益值；

CB_plan＝C_plan/B_plan

其中，LP_base为基础情景电力系统中电力负荷的总购电成本，lmp_t,base为基础情景每个时段的系统边际电价，ld_t,base为基础情景每时段供应的电力负荷电量；LP_plan为规划情景电力系统中电力负荷的总购电成本，lmp_t,plan为规划情景每个时段的系统边际电价，ld_t,plan为规划情景每时段供应的电力负荷电量，C_plan为输电网规划对电力市场的投资成本，B_plan为输电网规划对电力市场的经济效益，CB_plan为输电网规划的成本效益值。