【摘 要】
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高比例可再生能源并网是未来电力系统的重要特征。含高比例可再生能源的电力系统呈现运行方式多样、转动惯量下降、输配潮流双向以及交直流混合输电等新特性,给输电网规划带来新的挑战。本文结合鲁棒规划与随机规划理论,旨在研究解决高比例可再生能源输电网规划中的安全稳定与可再生能源消纳问题,主要工作如下:（1）针对高比例可再生能源导致的电网运行方式多样,提出了内嵌海量场景静态安全约束的输电网鲁棒规划方法。通过快速
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高比例可再生能源并网是未来电力系统的重要特征。含高比例可再生能源的电力系统呈现运行方式多样、转动惯量下降、输配潮流双向以及交直流混合输电等新特性,给输电网规划带来新的挑战。本文结合鲁棒规划与随机规划理论,旨在研究解决高比例可再生能源输电网规划中的安全稳定与可再生能源消纳问题,主要工作如下:（1）针对高比例可再生能源导致的电网运行方式多样,提出了内嵌海量场景静态安全约束的输电网鲁棒规划方法。通过快速凸包法刻画可再生能源时空分布特性,采用自适应鲁棒优化技术动态寻找场景凸组合中的最差场景与最严重故障,建立了内嵌海量场景静态安全约束的输电网鲁棒规划模型,确保规划方案满足海量场景静态安全。（2）针对高比例可再生能源导致的系统转动惯量下降,提出了内嵌暂态稳定约束的输电网鲁棒规划方法。基于扩展等面积准则计算暂态稳定裕度,利用暂态稳定裕度与机械功率之间的准线性关系形成线性化暂态稳定割约束,建立了内嵌暂态稳定约束的输电网鲁棒规划模型,确保规划方案满足预想故障集下的暂态稳定。（3）针对高比例可再生能源通过不同电压等级接入电网,提出了与配电网相协同的输电网随机规划方法。推导了计及电压幅值的扩展直流潮流模型以支撑输配协同优化计算,基于广义主从分裂理论建立了与配电网相协同的输电网规划模型,提高可再生能源消纳水平。（4）针对高比例可再生能源通过不同输电方式送出消纳,提出了内嵌弃能风险约束的交直流输电网随机规划方法。采用超分位数刻画可再生能源弃能风险,通过分解协调优化技术精细化考虑交流潮流约束和直流输电系统稳态运行特性约束,建立了内嵌弃能风险约束的交直流输电网随机规划模型,降低规划方案弃能风险。（5）结合鲁棒规划与随机规划,提出了与配电网相协同的交直流输电网随机鲁棒规划方法。综合考虑了静态安全、暂态稳定、输配协同以及交直流混合,建立了与配电网相协同的交直流输电网随机鲁棒规划模型,在确保规划方案安全稳定的条件下提高可再生能源消纳水平。通过含高比例可再生能源的电网算例分析,说明了本文所提规划方法的可行性与有效性。以上各规划方法可从不同方面为高比例可再生能源输电网规划提供理论基础。
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