论文部分内容阅读
随着电力企业资产规模和设备数量的大幅增加,电网规划对“经济性”的要求越来越高。为了弥补传统电网规划中规划重心落在项目前期投入资本上而忽视后期运行、维修、翻新以及报废等诸多后续环节的不足,本文系统研究了考虑全寿命周期成本(LCC)的输电网规划方法。首先建立了针对电力系统的三维LCC模型,然后提出了适应不同需求的电网多目标规划模型和多阶段规划模型,同时完善了电网规划方案的评估方法。本论文的主要成果如下:
(1)建立了一个针对电力系统整体的三维LCC模型,包括时间维度、元件维度、费用维度。然后针对其中的费用维度进一步分解成设备级、系统级以及外部环境成本。考虑了可靠性为中心的维护策略对维护成本的影响,利用电量不足期望值研究了故障成本的计算。
(2)建立了基于LCC的输电网多目标规划模型。以LCC成本最小、最小切负荷量最小为多目标,同时满足经济性和可靠性需求。提出正态边界交点法联合改进小生境遗传算法,对模型进行有效求解,不仅可以获得帕累托前端解集,也即LCC成本与最小切负荷量之间的最优折衷曲线,还可以根据前端解集推荐规划方案。
(3)建立了基于LCC考虑风电等不确定因素的输电网多目标机会约束规划模型。对四种主要的不确定性因素进行建模,包括常规电源不确定性、负荷不确定性、线路故障不确定性以及风电出力不确定性,使规划方案能够更好地适应未来复杂多变的不确定环境。
(4)建立了基于LCC考虑线路负载率和可用传输容量的输电网多目标机会约束规划模型。考虑增加网络负载偏差水平最小目标、概率可用传输容量最大目标,使得规划方案在经济性和可靠性平衡的基础上,具备一定的抗不确定性扰动的能力,具有一定的充裕度和灵活性。
(5)建立了基于LCC考虑风险的输电网多目标多阶段机会约束规划模型。定义了投资收益的条件风险价值指标,以LCC成本最小、投资收益的条件风险价值指标最小为多目标,采用多阶段决策方法,确保各阶段规划方案满足阶段负荷增长需求以及风险控制需求。
(6)利用三维LCC模型进行电网规划方案的评估。建立了相关评估策略,对寿命周期不同、投运时间不同的规划方案以及费用预测等问题进行了研究。提出了评估指标,包括基于LCC的效能指标和改进的的财务指标。从而完善了电网规划方案的评估方法。
18节点系统和某实际231节点系统算例分析与规划结果的比较,说明考虑LCC的规划模型要比仅考虑传统投资成本或运行成本的规划模型更准确和全面,从而验证了本文研究成果的可行性、有效性和适用范围。