电力网络规划与其不确定性信息处理的.研究

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1、第1章绪论第1章绪论1.1引言随着现代工业和农业的不断发展及人民生活水平的日益提高，社会对电力的需求量越来越大，为了满足日益增大的电力需求，必须不断扩大电力系统的规模.我国电力系统的建设，长期以来存在重电源(发电厂)、轻电网的现象，尤其是近几年电源建设规模逐年扩大，电网规划和建设滞后更为明显，电网整体投入的不足，增加了大停电的风险1。因此加快电网建设和发展己经刻不容缓，我国计划在2010年~2020年间建成安全可靠、满足电能传输和市场化运营的全国范围联合大电网，推进电力资源在更大范围内优化配置【2月.合理的输电

2、网结构和充裕的输电容量不但是电力系统安全稳定运行的基础，也为发电公司提供了公平竞争的平台，不仅可以获得巨大的社会效益，还可以获得巨大的经济效益。输电网规划是电力系统规划的重要组成部分，其任务是根据规划期间的电源和负荷增长情况，在现有的电网结构基础上，合理地选择扩建线路以满足电力系统安全运行和经济性最优14。电力系统规模的扩大，不但使局部故障波及的范围增大，更易导致由于相继的连锁故障而造成大面积停电的灾难。历史上由于电网结构不合理而诱发电力系统动态和静态安全性破坏，最终造成大面积、长时间的停电事故比较多，尤其是2

3、03年美国发生的“8’l4”大停电涉及8个州，500万人，造成了巨大的经济损失和社会影响，引起了人们对电网安全问题的深入思考，事后的调查结果表明:输电网络是改革后的美国电力工业中最薄弱的环节。跨地区的电力市场和复杂多样的交易方式对电网的安全稳定提出了更高的挑战，电网容量的紧张加之调峰电量的不足使电网调节、应急能力进一步弱化15.这些灾难性事故的发生凸现了输电网安全的重要性，使人们认识到输电网规划在考虑投资费用的同时，还应考虑系统的安全稳定性。随着我国“厂网分开、竞价上网”改革的逐步深入，电厂与电网将彻底分离，随

4、之成立的独立发电公司和具有自然垄断地位的电网公司将和用户一起作为同等地位的市场参与者参与电力商品交易，这将使得输电网规划中的不确定第1章绪论性因素大大增加，需要新的方法来处理这些不确定性因素16，刀，在市场机制下，如何进行电力系统规划是个十分重要的问题。2002年的国际大电网会议第37委员会曾专门对电力系统规划、发展进行讨论研究，讨论集中在:面向快速发展的电力系统的挑战，规划、技术和体制方面的问题;发电、输电的新技术和新需求;电力市场对电网结构和电力系统发展的影响19]建立合理的电网结构是电网规划设计部门的重要

5、使命，输电网规划涉及的内容十分广泛，包括选择电网电压、确定输电方式和确定电网结构等。由于电网电压的选择及交直流输电的配合是一个相当复杂的问题，取决于整个国民经济的发展和电力设备的制造水平，本文仅讨论输电网网络拓扑规划的相关问题。1.2输电网规划的方法1.2.1常规规划方法常规的输电网规划主要采用技术经济比较的方法l’，即首先由规划人员提出几个规划方案，然后通过技术分析计算，改善这些方案的技术指标，使它们在技术上可行且可比，最后再通过经济比较来确定最优方案。在这里规划人员的经验判断力和对原始数据的详细掌握是至关重

6、要的。随着现代电网规模的不断扩大，电网接线日益复杂，待选方案也会越来越多。因此光凭规划人员的经验难以保证提出的待选方案中一定有最优方案，并且随着待选方案的增多，对方案进行技术经济比较的工作量将会变得非常之大。1.2.2优化规划方法输电网的优化规划方法是采用建立数学模型，然后对模型进行求解得到优化的规划方案。依据模型及求解方法不同，通常分为以下三大类:一是启发式方法;二是经典数学的规划方法;三是现代启发式方法。关于这三类方法的一些情况将放在后面的算法中一起进行描述。在电力市场条件环境下，电网规划面临着越来越多的不

7、确定因素的影响，未来环境也变得越来越难以预测，竞争的环境对输电系统的灵活性和强壮性提出了更高的要求，需要新的方法和工具来处理这些不确定因素19，01。近年来，计及不确定性因素影响的灵活电网规划方第1章绪论法的研究日益受到国内外的广泛关注1.[21，成为近年电网规划研究的热点.1.2.2.1抽电网规划中的不确定性因紊与传统的发、供、用一体化体制相比，市场环境下的输电网规划面临更多的不确定因素，主要包括规划期内的电源建设、负荷变化和系统运行方式变化等不确定性，新的市场环境下如何处理这些不确定性因素，使规划方案具有较

8、好的灵活性和鲁棒性，相对于传统的输电网规划来说提出了更高的要求。(1)电源建设的不确定性传统的电源规划是由垂直一体化的电力企业所完成，输电网规划是建立在发电规划的基础上。市场环境下随着电厂和电网的分离，各自的规划都是相对独立的。新增发电机组和老机组的退役不再是集中式的统一规划，对将来节点电价水平的预测、管制政策的变化和季节变化会是新增发电设备的动力，新电厂的位置、容量和投运时间，还有旧