交直流输电网与储能协同规划方法及介质

摘要

本发明公开了一种交直流输电网与储能协同规划方法及介质，属于电气工程领域，方法包括：基于新能源出力不确定性、直流线路调节能力、电力系统节点电压波动以及无功潮流，以日化投资成本和日运行成本之和最小为目标，建立两阶段鲁棒优化模型并划分为主问题模型和子问题模型；基于新能源出力的历史数据确定极限场景；基于极限场景对主问题模型进行求解，得到交直流线路和储能的规划方案，将规划方案代入子问题模型进行求解以验证规划方案的可行性，迭代求解主子问题模型直至得到可行的规划方案以配置交直流线路和储能。更真实地模拟电力系统运行情况，得到的规划方案在促进新能源消纳的同时，保证电力系统的安全稳定运行。

权利要求

1.一种交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，包括：

S1，基于新能源出力不确定性、直流线路调节能力、电力系统节点电压波动以及无功潮流，以日化投资成本和日运行成本之和最小为目标，建立交直流输电网与储能协同规划的两阶段鲁棒优化模型；

S2，对所述两阶段鲁棒优化模型中的非凸约束进行凸化松弛，并将凸化松弛后的两阶段鲁棒优化模型划分为主问题模型和子问题模型；

S3，基于新能源出力的历史数据生成新能源出力集合，将所述新能源出力集合的顶点对应场景设置为极限场景；

S4，基于所述极限场景对所述主问题模型进行求解，得到交直流线路和储能的规划方案，将所述规划方案代入所述子问题模型进行求解以验证所述规划方案的可行性，迭代求解所述主问题模型和所述子问题模型直至得到可行的规划方案，并根据可行的规划方案配置交直流线路和储能；

所述两阶段鲁棒优化模型为：

其中，xBS,i为节点i处规划的储能单元的个数，N为系统节点数，ηP为储能的单位功率容量成本，ηE为储能的单位能量容量成本，PBS为储能单元功率容量，EBS为储能单元能量容量，Ttotal,BS为储能的设计使用寿命，xAC,ij,k为交流输电走廊i‑j的第k回线路的建设状态，NlAC为交流输电走廊数，ηLAC为交流线路的单位长度成本，DAC,ij为交流输电走廊i‑j的长度，Ttotal,LAC为交流候选线路的设计使用寿命，xDC,ij,l为直流输电走廊i‑j的第l回线路的建设状态，NlDC为直流输电走廊数，ηLDC为直流线路的单位长度成本，DDC,ij为直流输电走廊i‑j的长度，Ttotal,LDC为直流候选线路的设计使用寿命，xvsc,i为节点i处VSC装置的建设状态，ηvsc为VSC装置的单位功率成本，Fvsc,i为节点i处VSC装置的功率容量，Ttotal,vsc为VSC装置的设计使用寿命，T为仿真时长，PG,i,t为t时段节点i处火电机组出力，C(·)为火电机组的煤耗费用，CSU,i,t、CSD,i,t分别为t时段节点i处火电机组的开机费用、停机费用。

2.如权利要求1所述的交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，所述S4包括：S41，基于所述极限场景中前m个最恶劣的极限场景求解所述主问题模型，得到交直流线路和储能的规划方案，m初始值为1；

S42，将所述规划方案代入所述子问题模型进行求解以验证所述规划方案的可行性；

S43，若所述规划方案不可行，将m更新为m+1，重复执行所述S41‑S42，直至得到可行的规划方案；

S44，根据可行的规划方案配置交直流线路的位置和数量，以及配置储能的位置和容量。

3.如权利要求2所述的交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，当满足以下条件时，所述规划方案可行，否则，所述规划方案不可行：(m) (m) (m)

|UB ‑LB |/UB <ε

(m) (m)

其中，UB 为第m次迭代求解过程中子问题模型的目标值，LB 为第m次迭代求解过程中主问题模型的目标值，ε为预设的误差阈值。

4.如权利要求1所述的交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，所述两阶段鲁棒优化模型中第一阶段约束条件包括：交流电网拓展约束、直流电网拓展约束和储能配置约束。

5.如权利要求1所述的交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，所述两阶段鲁棒优化模型中第二阶段约束条件包括：储能系统运行约束、交流电网运行约束、直流电网运行约束和机组组合约束；

所述储能系统运行约束包括：储能充放电功率约束、储能充放电状态约束、储能能量水平约束和储能末能量约束；

所述交流电网运行约束包括：交流节点功率平衡约束、交流线路有功损耗和无功损耗约束以及交流线路两端电压幅值和相角关系约束；

所述直流电网运行约束包括：直流节点功率平衡约束、直流有功损耗约束、直流线路两端电压幅值关系约束、VSC装置两端功率平衡约束和VSC装置功率损耗约束；

所述机组组合约束包括：旋转备用约束、爬坡约束、启/停机最大出力限制约束和最小启/停机时间约束。

6.如权利要求1所述的交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，非凸约束包括交流线路损耗约束和直流线路损耗约束，凸化松弛后为：其中，RlAC,ij为交流输电走廊i‑j一回线路的电阻，PAC,ij,k,t、QAC,ij,k,t、PlsAC,ij,k,t分别为交流输电走廊i‑j的第k回线路的受端有功功率、受端无功功率、有功功率损耗，YAC,j,t为交流节点j的电压的平方，RlDC,ij为直流输电走廊i‑j一回线路的电阻，PDC,ij,l,t、PlsDC,ij,l,t分别为直流输电走廊i‑j的第l回线路的受端有功功率、有功功率损耗，YDC,j,t为直流节点j的电压的平方。

7.如权利要求1所述的交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，所述新能源出力集合为：其中，χ为所述新能源出力集合，为描述新能源出力的随机变量， 为NWT维向量，NW为新能源场站数，T为仿真时长，NE为极限场景数，pe为正数系数，ωs,e为第e个极限场景下的新能源出力情况。

8.如权利要求1所述的交直流输电网与储能协同规划方法，其特征在于，所述主问题模型为：所述子问题模型为：

(m)

其中，f1(·)为日化投资成本，x 为第m次迭代求解过程中与交直流输电网拓展和储能规划相关的规划变量，为与日运行成本相关的中间变量，f2(·)为日运行成本，y为与电力(m)系统运行相关的运行变量，ωb 为第m次迭代求解过程中主问题模型的新能源出力场景集合，u(·)为两阶段鲁棒优化模型中的第一阶段约束，v1(·)、v2(·)分别为两阶段鲁棒优化模型中第二阶段约束中的等式约束、不等式约束，ωs为所有极限场景下的新能源出力情况，ωs,e为第e个极限场景下的新能源出力情况，NE为极限场景数。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1‑8中任一项所述的交直流输电网与储能协同规划方法。

说明书

交直流输电网与储能协同规划方法及介质

技术领域

[0001] 本发明属于电气工程领域，更具体地，涉及一种交直流输电网与储能协同规划方法及介质。

背景技术

[0002] 近年来，高比例的新能源并网成为未来电力系统的显著特征。新能源的波动性和随机性为电力系统电力电量平衡带来了巨大挑战。与此同时，相对滞后的输送通道建设，也使得局部地区的新能源消纳矛盾逐渐凸显。通过输电网拓展能够提高输电线路的传输能力、缓解线路拥塞。储能设备作为一种灵活性调节资源，具有可快速充放电的特性，在电网中配置储能可以改善系统电源结构、提高系统调节能力，也可以通过削峰填谷等方式减少输电网扩建容量、减少输电阻塞。

[0003] 充分考虑输电网拓展和储能规划之间的协同关系，不但能提高新能源消纳能力，还可以获得最佳经济效益和规划方案，以避免过度投资，实现输电网和储能的效能最大化。因此，研究输电网和储能协同规划具有重要意义。现有输电网与储能协同规划技术主要针对有功潮流而忽略了无功潮流对电力系统的影响，导致规划结果可能无法保证电力系统的安全稳定运行。

发明内容

[0004] 针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种交直流输电网与储能协同规划方法及介质，其目的在于解决现有输电网与储能协同规划难以更真实的模拟电力系统实际运行情况而造成规划结果不能确保电力系统的安全稳定运行的问题。

[0005] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种交直流输电网与储能协同规划方法，包括：S1，基于新能源出力不确定性、直流线路调节能力、电力系统节点电压波动以及无功潮流，以日化投资成本和日运行成本之和最小为目标，建立交直流输电网与储能协同规划的两阶段鲁棒优化模型；S2，对所述两阶段鲁棒优化模型中的非凸约束进行凸化松弛，并将凸化松弛后的两阶段鲁棒优化模型划分为主问题模型和子问题模型；S3，基于新能源出力的历史数据生成新能源出力集合，将所述新能源出力集合的顶点对应场景设置为极限场景；S4，基于所述极限场景对所述主问题模型进行求解，得到交直流线路和储能的规划方案，将所述规划方案代入所述子问题模型进行求解以验证所述规划方案的可行性，迭代求解所述主问题模型和所述子问题模型直至得到可行的规划方案，并根据可行的规划方案配置交直流线路和储能。

[0006] 更进一步地，所述S4包括：S41，基于所述极限场景中前m个最恶劣的极限场景求解所述主问题模型，得到交直流线路和储能的规划方案，m初始值为1；S42，将所述规划方案代入所述子问题模型进行求解以验证所述规划方案的可行性；S43，若所述规划方案不可行，将m更新为m+1，重复执行所述S41‑S42，直至得到可行的规划方案；S44，根据可行的规划方案配置交直流线路的位置和数量，以及配置储能的位置和容量。

[0007] 更进一步地，当满足以下条件时，所述规划方案可行，否则，所述规划方案不可行：

[0008] |UB(m)‑LB(m)|/UB(m)<ε

[0009] 其中，UB(m)为第m次迭代求解过程中子问题模型的目标值，LB(m)为第m次迭代求解过程中主问题模型的目标值，ε为预设的误差阈值。

[0010] 更进一步地，所述两阶段鲁棒优化模型为：

[0011]

[0012] 其中，xBS,i为节点i处规划的储能单元的个数，N为系统节点数，ηP为储能的单位功率容量成本，ηE为储能的单位能量容量成本，PBS为储能单元功率容量，EBS为储能单元能量容量，Ttotal,BS为储能的设计使用寿命，xAC,ij,k为交流输电走廊i‑j的第k回线路的建设状态，NlAC为交流输电走廊数，ηLAC为交流线路的单位长度成本，DAC,ij为交流输电走廊i‑j的长度，Ttotal,LAC为交流候选线路的设计使用寿命，xDC,ij,l为直流输电走廊i‑j的第l回线路的建设状态，NlDC为直流输电走廊数，ηLDC为直流线路的单位长度成本，DDC,ij为直流输电走廊i‑j的长度，Ttotal,LDC为直流候选线路的设计使用寿命，xvsc,i为节点i处VSC装置的建设状态，ηvsc为VSC装置的单位功率成本，Fvsc,i为节点i处VSC装置的功率容量，Ttotal,vsc为VSC装置的设计使用寿命，T为仿真时长，PG,i,t为t时段节点i处火电机组出力，C(·)为火电机组的煤耗费用，CSU,i,t、CSD,i,t分别为t时段节点i处火电机组的开机费用、停机费用。

[0013] 更进一步地，所述两阶段鲁棒优化模型中第一阶段约束条件包括：交流电网拓展约束、直流电网拓展约束和储能配置约束。

[0014] 更进一步地，所述两阶段鲁棒优化模型中第二阶段约束条件包括：储能系统运行约束、交流电网运行约束、直流电网运行约束和机组组合约束；所述储能系统运行约束包括：储能充放电功率约束、储能充放电状态约束、储能能量水平约束和储能末能量约束；所述交流电网运行约束包括：交流节点功率平衡约束、交流线路有功损耗和无功损耗约束以及交流线路两端电压幅值和相角关系约束；所述直流电网运行约束包括：直流节点功率平衡约束、直流有功损耗约束、直流线路两端电压幅值关系约束、VSC装置两端功率平衡约束和VSC装置功率损耗约束；所述机组组合约束包括：旋转备用约束、爬坡约束、启/停机最大出力限制约束和最小启/停机时间约束。

[0015] 更进一步地，非凸约束包括交流线路损耗约束和直流线路损耗约束，凸化松弛后为：

[0016]

[0017]

[0018] 其中，RlAC,ij为交流输电走廊i‑j一回线路的电阻，PAC,ij,k,t、QAC,ij,k,t、PlsAC,ij,k,t分别为交流输电走廊i‑j的第k回线路的受端有功功率、受端无功功率、有功功率损耗，YAC,j,t为交流节点j的电压的平方，RlDC,ij为直流输电走廊i‑j一回线路的电阻，PDC,ij,l,t、PlsDC,ij,l,t分别为直流输电走廊i‑j的第l回线路的受端有功功率、有功功率损耗，YDC,j,t为直流节点j的电压的平方。

[0019] 更进一步地，所述新能源出力集合为：

[0020]

[0021] 其中，χ为所述新能源出力集合，为描述新能源出力的随机变量， 为NWT维向量，NW为新能源场站数，T为仿真时长，NE为极限场景数，pe为正数系数，ωs,e为第e个极限场景下的新能源出力情况。

[0022] 更进一步地，所述主问题模型为：

[0023]

[0024]

[0025] 所述子问题模型为：

[0026]

[0027]

[0028] 其中，f1(·)为日化投资成本，x(m)为第m次迭代求解过程中与交直流输电网拓展和储能规划相关的规划变量，为与日运行成本相关的中间变量，f2(·)为日运行成本，y为(m)与电力系统运行相关的运行变量，ωb 为第m次迭代求解过程中主问题模型的新能源出力场景集合，u(·)为两阶段鲁棒优化模型中的第一阶段约束，v1(·)、v2(·)分别为两阶段鲁棒优化模型中第二阶段约束中的等式约束、不等式约束，ωs为所有极限场景下的新能源出力情况，ωs,e为第e个极限场景下的新能源出力情况，NE为极限场景数。

[0029] 按照本发明的另一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如上所述的交直流输电网与储能协同规划方法。

[0030] 总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案，能够取得以下有益效果：

[0031] (1)提供了一种交直流输电网与储能协同规划方法，充分考虑了交流输电网拓展、直流输电网拓展和储能规划的协同关系，从而在促进新能源消纳的同时，实现输电网和储能的效能最大化，保证系统的经济效益；

[0032] (2)提供了交直流输电网与储能协同规划的两阶段鲁棒优化模型，考虑了新能源出力的不确定性、直流线路的调节能力、电力系统节点电压波动、无功潮流的影响，从而更准确地模拟电力系统实际运行情况，保证电力系统的安全稳定运行。

附图说明

[0033] 图1为本发明实施例提供的交直流输电网与储能协同规划方法的流程图；

[0034] 图2为本发明实施例提供的算例拓扑示意图。

具体实施方式

[0035] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

[0036] 在本发明中，本发明及附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

[0037] 图1为本发明实施例提供的交直流输电网与储能协同规划方法的流程图。参阅图1，结合图2，对本实施例中交直流输电网与储能协同规划方法进行详细说明，方法包括操作S1‑操作S4。

[0038] 操作S1，基于新能源出力不确定性、直流线路调节能力、电力系统节点电压波动以及无功潮流，以日化投资成本和日运行成本之和最小为目标，建立交直流输电网与储能协同规划的两阶段鲁棒优化模型。

[0039] 根据本发明的实施例，建立的两阶段鲁棒优化模型为：

[0040]

[0041] 其中，xBS,i为节点i处规划的储能单元的个数，N为系统节点数，ηP为储能的单位功率容量成本，ηE为储能的单位能量容量成本，PBS为储能单元功率容量，EBS为储能单元能量容量，Ttotal,BS为储能的设计使用寿命，xAC,ij,k为交流输电走廊i‑j的第k回线路的建设状态，NlAC为交流输电走廊数，ηLAC为交流线路的单位长度成本，DAC,ij为交流输电走廊i‑j的长度，Ttotal,LAC为交流候选线路的设计使用寿命，xDC,ij,l为直流输电走廊i‑j的第l回线路的建设状态，NlDC为直流输电走廊数，ηLDC为直流线路的单位长度成本，DDC,ij为直流输电走廊i‑j的长度，Ttotal,LDC为直流候选线路的设计使用寿命，xvsc,i为节点i处VSC装置的建设状态，ηvsc为VSC装置的单位功率成本，Fvsc,i为节点i处VSC装置的功率容量，Ttotal,vsc为VSC装置的设计使用寿命，T为仿真时长，PG,i,t为t时段节点i处火电机组出力，C(·)为火电机组的煤耗费用，CSU,i,t、CSD,i,t分别为t时段节点i处火电机组的开机费用、停机费用。

[0042] 根据本发明的实施例，两阶段鲁棒优化模型中第一阶段约束条件包括：交流电网拓展约束、直流电网拓展约束和储能配置约束。

[0043] 交流电网拓展约束为：

[0044] |PAC,ij,k,t|≤xAC,ij,kFAC,ij

[0045] |QAC,ij,k,t|≤xAC,ij,kFAC,ij

[0046] |PlsAC,ij,k,t|≤xAC,ij,kFAC,ij

[0047] |QlsAC,ij,k,t|≤xAC,ij,kFAC,ij

[0048] 其中，PAC,ij,k,t、QAC,ij,k,t、PlsAC,ij,k,t、QlsAC,ij,k,t分别为交流输电走廊i‑j的第k回线路的受端有功功率、受端无功功率、有功功率损耗、无功功率损耗；FAC,ij为交流输电走廊i‑j一回线路的输电容量。

[0049] 直流电网拓展约束为：

[0050] |PDC,ij,l,t|≤xDC,ij,lFDC,ij

[0051] |PlsDC,ij,l,t|≤xDC,ij,lFDC,ij

[0052] |Pvsc,i,t|≤xvsc,iFvsc,i

[0053] 其中，PDC,ij,l,t、PlsDC,ij,l,t分别为直流输电走廊i‑j的第l回线路的受端有功功率、有功功率损耗；FDC,ij为直流输电走廊i‑j一回线路的输电容量；Pvsc,i,t为t时刻节点i处VSC装置的有功功率。

[0054] 储能配置约束为：

[0055]

[0056]

[0057]

[0058] 其中， 为节点i处允许配置的最大储能单元个数， 为节点i处配置的储能能量容量， 为节点i处配置的储能功率容量。

[0059] 根据本发明的实施例，两阶段鲁棒优化模型中第二阶段约束条件包括：储能系统运行约束、交流电网运行约束、直流电网运行约束和机组组合约束。

[0060] 1)储能系统运行约束包括：

[0061] 1.1)储能充放电功率约束：

[0062]

[0063]

[0064] 其中， 和 分别为t时段节点i处配置的储能充电和放电的功率， 和分别为t时段节点i处配置的储能充电和放电的状态。

[0065] 1.2)储能充放电状态约束：

[0066]

[0067] 1.3)储能能量水平约束：

[0068]

[0069] 其中，EBS0,i为节点i处储能的初始能量水平， 为储能充放电时的转换效率。

[0070] 1.4)储能末能量约束：

[0071]

[0072] 2)交流电网运行约束包括：

[0073] 2.1)交流节点功率平衡约束：

[0074]

[0075]

[0076] 其中，PG,i,t和QG,i,t分别为节点i处火电机组的有功和无功出力情况，PRE,i,t为节点i处新能源出力情况，PD,i,t和QD,i,t分别为节点i处的有功和无功负荷，Pvsc,i,t和Qvsc,i,t分别为交流节点i处VSC装置的有功和无功功率，Bi为线路电纳矩阵，VAC,i,t为交流节点i的电压幅值。

[0077] 2.2)交流线路有功损耗和无功损耗约束：

[0078]

[0079] XlAC,ijPlsAC,ij,k,t＝RlAC,ijQlsAC,ij,k,t

[0080] 其中，RlAC,ij为交流输电走廊i‑j一回线路的电阻，XlAC,ij为交流输电走廊i‑j一回线路的电抗。

[0081] 2.3)交流线路两端电压幅值和相角关系约束：

[0082]

[0083] |θAC,i,t‑θAC,j,t‑XlAC,ijPAC,ij,k,t+RlAC,ijQAC,ij,k,t|≤M(1‑xAC,ij,k)[0084]

[0085] θAC,i,t‑θAC,j,t＝XlAC,ijPAC,ij,0,t‑RlAC,ijQAC,ij,0,t

[0086] VACmin≤VAC,i,t≤VACmax

[0087] θACmin≤θAC,i,t≤θACmax

[0088] 其中，M为一个足够大的数，θAC,i,t为交流节点i的电压相角，PAC,ij,0,t为交流输电走廊i‑j的已建线路的受端有功功率，QAC,ij,0,t为交流输电走廊i‑j的已建线路的受端无功功率，PlsAC,ij,0,t为交流输电走廊i‑j的已建线路的有功功率损耗，QlsAC,ij,0,t为交流输电走廊i‑j的已建线路的无功功率损耗，VACmax和VACmin分别为交流节点电压幅值的最大值和最小值，θACmax和θACmin分别为交流节点电压相角最大值和最小值。

[0089] 3)直流电网运行约束包括：

[0090] 3.1)直流节点功率平衡约束：

[0091]

[0092] 其中，PDC,i,t为t时刻从直流节点i处流入VSC装置的有功功率。

[0093] 3.2)直流有功损耗约束：

[0094]

[0095] 其中，RlDC,ij为直流输电走廊i‑j一回线路的电阻，VDC,i,t为t时刻直流节点i的电压幅值。

[0096] 3.3)直流线路两端电压幅值关系约束：

[0097]

[0098] VDCmin≤VDC,i,t≤VDCmax

[0099] 其中，VDCmax和VDCmin分别为直流节点电压幅值的最大值和最小值。

[0100] 3.4)VSC装置两端功率平衡约束：

[0101] PDC,i,t＝Pvsc,i,t+Plsvsc,i,t

[0102] 其中，Plsvsc,i,t为t时刻VSC装置的有功功率损耗。

[0103] 3.5)VSC装置功率损耗约束：

[0104] Plsvsc,i,t＝β|Pvsc,i,t|

[0105] 其中，β为VSC装置的功率损耗系数。

[0106] 4)机组组合约束包括：

[0107] 4.1)旋转备用约束：

[0108]

[0109]

[0110] 其中， PG,i,t分别为节点i处火电机组的动态有功出力上限、动态有功出力下限，γ为旋转备用系数。

[0111] 4.2)爬坡约束：

[0112]

[0113]

[0114]

[0115]

[0116] 其中， 为节点i处火电机组的上坡速率， 为火电机组i的下坡速率，uG,i,t为节点i处火电机组的启停状态， 和 分别为节点i处火电机组的最大和最小技术出力。

[0117] 4.3)启/停机最大出力限制约束：

[0118]

[0119]

[0120] 其中， 和 分别为开机和停机最大出力。

[0121] 4.4)最小启/停机时间约束：

[0122]

[0123]

[0124] 其中， 和 分别为节点i处火电机组的最小连续运行和连续停机时间，TGon,i,t和TGoff,i,t分别为节点i处火电机组的已连续运行和已连续停机时间。

[0125] 操作S2，对两阶段鲁棒优化模型中的非凸约束进行凸化松弛，并将凸化松弛后的两阶段鲁棒优化模型划分为主问题模型和子问题模型。

[0126] 根据本发明的实施例，非凸约束包括交流线路损耗约束和直流线路损耗约束，凸化松弛后的交流线路损耗约束和直流线路损耗约束为：

[0127]

[0128]

[0129] 其中，RlAC,ij为交流输电走廊i‑j一回线路的电阻，PAC,ij,k,t、QAC,ij,k,t、PlsAC,ij,k,t分别为交流输电走廊i‑j的第k回线路的受端有功功率、受端无功功率、有功功率损耗，YAC,j,t为交流节点j的电压的平方，RlDC,ij为直流输电走廊i‑j一回线路的电阻，PDC,ij,l,t、PlsDC,ij,l,t分别为直流输电走廊i‑j的第l回线路的受端有功功率、有功功率损耗，YDC,j,t为直流节点j的电压的平方。

[0130] 本实施例中两阶段鲁棒优化模型可以写成如下简化形式：

[0131]

[0132]

[0133] 利用极限场景可以将上述模型重构为：

[0134]

[0135]

[0136] 将模型分解为主问题模型和子问题模型，分解后的主问题模型为：

[0137]

[0138]

[0139] 子问题模型为：

[0140]

[0141]

[0142] 其中，f1(·)为日化投资成本，x(m)为第m次迭代求解过程中与交直流输电网拓展和储能规划相关的规划变量，为与日运行成本相关的中间变量，f2(·)为日运行成本，y为(m)与电力系统运行相关的运行变量，ωb 为第m次迭代求解过程中主问题模型的新能源出力场景集合，u(·)为两阶段鲁棒优化模型中的第一阶段约束，v1(·)、v2(·)分别为两阶段鲁棒优化模型中第二阶段约束中的等式约束、不等式约束，ωs为所有极限场景下的新能源出力情况，ωs,e为第e个极限场景下的新能源出力情况，NE为极限场景数。

[0143] 操作S3，基于新能源出力的历史数据生成新能源出力集合，将新能源出力集合的顶点对应场景设置为极限场景。

[0144] 根据本发明的实施例，新能源出力集合中的任一场景可以由极限场景线性表示：

[0145]

[0146] 其中，χ为新能源出力集合， 为描述新能源出力的随机变量， 为NWT维向量，NW为新能源场站数，T为仿真时长，NE为极限场景数，pe为正数系数，ωs,e为第e个极限场景下的新能源出力情况。

[0147] 操作S4，基于极限场景对主问题模型进行求解，得到交直流线路和储能的规划方案，将规划方案代入子问题模型进行求解以验证规划方案的可行性，迭代求解主问题模型和子问题模型直至得到可行的规划方案，并根据可行的规划方案配置交直流线路和储能。

[0148] 根据本发明的实施例，操作S4包括子操作S41‑子操作S44。

[0149] 在子操作S41中，基于极限场景中前m个最恶劣的极限场景求解主问题模型，得到交直流线路和储能的规划方案，m初始值为1。

[0150] 需要说明的是，m＝0时，主问题模型的目标值LB(0)＝‑∞，子问题模型的目标值UB(0)＝+∞。

[0151] 在子操作S42中，将规划方案代入子问题模型进行求解以验证规划方案的可行性。

[0152] 具体地，将规划方案x(m)和所有的极限场景均代入子问题模型进行求解，以验证规(m)划方案x 是否可行性。

[0153] 根据本发明的实施例，当满足以下条件时，规划方案可行，否则，规划方案不可行，规划方案可行需要满足的条件为：

[0154] |UB(m)‑LB(m)|/UB(m)<ε

[0155] 其中，UB(m)为第m次迭代求解过程中子问题模型的目标值，LB(m)为第m次迭代求解过程中主问题模型的目标值，ε为预设的误差阈值。

[0156] 在子操作S43中，若规划方案不可行，将m更新为m+1，重复执行子操作S41‑子操作S42，直至得到可行的规划方案。

[0157] 在子操作S44中，根据可行的规划方案配置交直流线路的位置和数量，以及配置储能的位置和容量。

[0158] 以图2中示出的修改的Garver‑6节点系统为例，验证本实施例中交直流输电网与储能协同规划方法的效果。修改的Garver‑6节点系统包括火电机组、新能源机组、交流线路等。在执行该交直流输电网与储能协同规划方法之前，收集系统中各元件的技术参数，具体包括：①系统额定电压、节点电压允许波动范围；②火电机组装机容量、煤耗系数、最小连续运行时间、最小连续停机时间、开机费用、停机费用；③新能源机组装机容量；④储能单元功率容量、储能单元能量容量、充放电效率、各节点最大允许配置储能单元数、储能设计使用寿命、储能单元的单位功率容量成本和单位能量容量成本；⑤交流候选线路单位长度成本、直流候选线路单位长度成本、VSC装置单位容量成本、交流候选线路设计使用寿命、直流候选线路设计使用寿命、VSC装置设计使用寿命、VSC装置损耗系数β。

[0159] 对图2所示系统中的节点1‑6进行储能配置，每个节点最多允许配置30个储能单元，储能单元容量为1MW/3MWh，对15条输电走廊进行交直流输电网拓展，每条输电走廊最多允许建设4条线路，系统额定电压为500kV，节点电压允许波动范围为0.95p.u.～1.05p.u.。各设备的规划方案及成本情况如表1。

[0160] 表1

[0161]

[0162] 本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如图1‑图2所示的交直流输电网与储能协同规划方法。

[0163] 本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。