考虑暂态稳定性的网储多目标双层优化

doi:10.12204/j.issn.1000-7229.2020.07.008

摘要/Abstract

摘要： 随着风电和负荷的不断发展，输电阻塞、弃风和运行安全等问题对电网规划提出了新的挑战。储能系统具有响应速度快、配置方便灵活、适用范围广等优点，在风电消纳、缓解输电阻塞、系统安全运行中发挥着重要作用。为提高电网输电能力和抗扰动能力，结合系统故障后的暂态运行特性，在规划和运行层面综合考虑电网输电能力、弃风水平和暂态稳定性，以系统建设运行指标和系统稳定指标为多目标建立双层网储联合规划模型。外层模型为考虑储能系统选址定容规划的多目标模型，内层模型为考虑机组组合问题的输电网扩容模型。为提高求解效率，将扩容线路潮流约束、储能系统充放电模型、机组发电成本曲线等进行线性化处理。采用NSGA-Ⅱ算法和GUROBI求解器求解所提模型，并利用改进Garver-6 节点系统进行算例分析，在不同场景下验证了所建模型的有效性和合理性。

关键词: 风电并网, 输电网扩容规划, 储能系统, 多目标优化, 机组组合

Abstract: With the continuous development of wind power and load demands， new challenges are brought to power grid planning by the issues including transmission congestion， wind curtailment， and operation safety and so on. Due to the fast response， flexible configuration and wide application， energy storage systems play an important role in wind power accommodation， transmission congestion， and system safe operation. In order to improve the transmission capacity and anti-disturbance capability of a power grid， the power transmission capacity， wind curtailment level and transient stability are comprehensively considered at the planning and operation level by involving the transient operation characteristics after faults. A two-layer network-storage joint planning model is established in multi-objective form with the system construction-operation indicator and system stability indicator. The outer-layer model is a multi-objective model considering the locating and sizing of the energy storage systems. The inner-layer model is a transmission network expansion planning model considering the unit commitment problem. In order to improve the solution efficiency， the power flow constraint of the expanded line， the charge and discharge model of the energy storage system and the generation cost curve are linearized. By solving the proposed model using NSGA-Ⅱ algorithm combined with GUROBI and developing the case study in the improved Garver 6-bus system， the validity and rationality of this model are verified in different scenarios.

Key words: wind power integration, transmission network expansion planning, energy storage system, multi-objective optimization, unit commitment

中图分类号:

TM 715

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