一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法及系统

1.本发明属于输电网规划技术领域，具体涉及一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法及系统。


背景技术：

2.随着双碳目标的提出，电力系统正在进行能源转型，以风电和光伏为代表的新能源大规模并网，亟需进行输电网规划，以保证电力系统能够接纳高比例新能源。对于省级电力系统，其网架规模庞大，所含元件数量众多，这大大增加了输电网规划的难度。
3.针对输电网规划问题，大多数研究集中在如何提高规划模型的计算效率，而少有研究待选线路集的优选问题。对于省级电力系统，其待选线路集的规模也会十分庞大，如果可以避免求解额外的优化问题，对初始待选线路集进行筛选和优化，得到满足规划需求的最小规模待选线路集，则可以为输电网规划问题从源头上提高计算效率。
4.输电扩展规划的目的是通过投建线路缓解网架阻塞问题，从而保证电源功率送出以及负荷供应，因此选择待选线路集的关键在于要保证投建待选线路后可以有效降低电力系统的过载风险。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法及系统，用于获取满足规划需求的最小规模待选线路集，为后续输电网规划问题的计算缩小解空间，提高计算效率。
6.本发明采用以下技术方案：
7.一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法，，包括以下步骤：
8.s1、获取系统电源规划方案，规划年的负荷水平，已有输电网架及网络参数，初始的待选线路集以及待选线路的参数；
9.s2、检查已有网架连通性，若满足连通性，将测试网架初始化为已有网架，结束步骤s2，执行步骤s3；
10.s3、对测试网架进行冗余约束识别计算，若测试网架不存在过载风险，结束总计算流程，重新制定电源规划方案和负荷水平，完成基于冗余约束识别的加线过程；
11.s4、针对步骤s3加线过程得到的测试网架，删减不存在过载风险的输电走廊中包含的待选线路，进行冗余约束识别计算，需保证删减线路后测试网架未出现新的具有过载风险的输电走廊，直到无符合条件的线路可删减，完成输电规划待选集优选。
12.具体的，步骤s2具体为：
13.s201、检查已有网架连通性，若不满足连通性，执行步骤s202；
14.s202、检查全网架连通性，若满足连通性，继续执行步骤s203；否则，结束总计算流程，给定的初始待选线路集不合格，重新制定初始待选线路集；
15.s203、初始化测试网架为已有网架，从初始待选线路集中挑选线路，添加到测试线
路集中，直到测试网架满足连通性。
16.进一步的，步骤s202中，令测试线路集合为判断系统节点集合ωb与测试线路集合ω
l
构成的网络拓扑是否连通：
17.若连通，全网架满足连通性，执行步骤s203，开始在已有网架基础上加线，获取具有连通性的测试线路集合；若不连通，设定的完整待选线路集存在问题，结束总计算流程，给定的初始待选线路集不合格，输出孤岛信息，根据孤岛信息重新制定初始待选线路集。
18.进一步的，步骤s203具体为：
19.s2031、将系统已有网架作为主系统，主系统包含的节点集合为ω
b,0
，将剩余孤立的系统作为子系统，子系统i中节点集合为ω
b,i
；
20.s2032、遍历子系统i，在集合中寻找待选线路，使节点集合ω
b,i
中的节点与主系统节点集合ω
b,0
或子系统j节点集合ω
b,j
中节点相连，j≠i，从符合条件的线路中选取投建成本最低的一条线路li，令
21.s2033、步骤s2032遍历子系统结束后，令重新判断ωb与ω
l
构成的网络拓扑的连通性，若连通，则当前测试网架满足连通性校验，开始进行冗余约束识别；若不连通，更新主系统节点集合ω
b,0
和各子系统节点集合ω
b,i
，返回执行步骤s2032。
22.具体的，步骤s3具体为：
23.s301、对测试网架进行冗余约束识别计算，若测试网架存在过载风险，执行步骤s302；
24.s302、从待选线路集中挑选线路加入测试线路集中，并进行冗余约束识别计算，直到测试网架不存在过载风险，或待选线路集中不存在满足条件的线路。
25.进一步的，步骤s301中，令对具有连通性的测试网架进行冗余约束识别：
26.若测试网架不存在过载风险，结束总计算流程，修正电源规划方案和负荷水平；若测试网架存在过载风险，针对测试网架中包含的输电走廊，设置存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,1
，不存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,2
，存在过载风险的输电走廊所包含节点集合为ω
b,1
。
27.更进一步的，针对全网架的线路进行判断时，线路lj的正向功率约束为fg′
(j)
pg′
≤γj，负向功率约束为fg′
(ng
′
j)
pg′
≤γ
ng
′
j
，如果两条约束都被判断为冗余约束，则线路lj不存在过载风险；否则，线路lj存在过载风险。
28.进一步的，步骤s302具体为：
29.s3021、从测试待选线路集合中寻找满足以下条件的线路：a)存在一端节点属于集合ω
b,1
，b)线路所在的输电走廊不属于ω
lc,2
；
30.s3022、若存在符合条件的线路，从所有符合条件的线路中挑选投建成本最便宜的一条线路l，令ω
l
＝ω
l
∪{l}，针对更新后的测试网架，重新进行冗余约束识别计算，更新ω
lc,1
，ω
lc,2
和ω
b,1
；若；若测试网架已不存在过载风险，结束步骤s302；否则，继续执行步骤s3021；
31.s3023、若不存在符合条件的线路，结束加线过程，标记测试网架存在过载风险。
32.具体的，步骤s4具体为：
33.s401、令存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,1
，不存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,2
，减线过程中被删减的待选线路集合为在中选取所在走廊属于ω
lc,2
的所有线路，构成集合ω
l
′
；
34.s402、若从ω
l
′
选出投建成本最高的一条线路l，令ω
l
＝ω
l
\{l}，对测试网架重新进行冗余约束识别，得到存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc
′
,1
和不存在过载风险的输电走廊集合ω
lc
′
,2
；
35.若删掉线路，令ω
lc,1
＝ω
lc
′
,1
，ω
lc,2
＝ω
lc
′
,2
，继续执行步骤s401；不删掉线路，令ω
l
＝ω
l
∪{l}，ω
l
′
＝ω
l
′
\{l}；若继续执行步骤s402，否则执行步骤s403；
36.s403、若结束总计算流程，令输出最优待选线路集合。
37.本发明的另一个技术方案是，一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选系统，包括：
38.采集模块，获取系统电源规划方案，规划年的负荷水平，已有输电网架及网络参数，初始的待选线路集以及待选线路的参数；
39.初始模块，检查已有网架连通性，若满足连通性，将测试网架初始化为已有网架，初始模块结束，执行加线模块；
40.加线模块，对测试网架进行冗余约束识别计算，若测试网架不存在过载风险，结束总计算流程，重新制定电源规划方案和负荷水平，完成基于冗余约束识别的加线过程；
41.减线模块，针对加线模块加线过程得到的测试网架，删减不存在过载风险的输电走廊中包含的待选线路，进行冗余约束识别计算，需保证删减线路后测试网架未出现新的具有过载风险的输电走廊，直到无符合条件的线路可删减，完成输电规划待选集优选。
42.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
43.本发明一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法，在已知电源规划方案和负荷水平，以及初始待选线路集的前提下，基于输电网冗余约束识别方法，不需要额外求解优化问题，对初始待选线路集进行优选，最终得到满足规划需求的最小规模待选线路集，该集合能够为后续电网规划问题计算提供更精简的边界条件，通过进一步求解电网规划问题，得到最优的线路投建集合。本发明方法从理论上解决了如何选取输电规划待选线路集的问题，可以从源头上显著提高电网规划问题求解的计算效率。
44.进一步的，检查已有网架连通性，是执行后续计算流程的必要步骤，如果网架不连通，则无法采用冗余约束识别方法计算网架是否存在过载风险，因此必须保证后续测试用的网架满足连通性。
45.进一步的，检查全网架连通性，在已有网架连通性不满足的条件下才执行的，该步骤用于校验初始待选线路集的合格性，如果全网架连通性都不满足，那么初始待选线路集
是不合格的，必须重新设置初始待选线路集。
46.进一步的，在已有网架不连通但全网架连通的情况下，对测试线路集进行加线，从而获取具有连通性的测试网架，这一步用于保证后续步骤可以正常使用冗余约束识别方法。
47.进一步的，通过执行步骤s3的加线过程可以获取初步的满足规划需求的待选规划线路集，从而为后续执行减线过程提供边界条件。
48.进一步的，通过步骤s301对测试网架进行冗余约束识别计算，冗余约束识别方法为本发明的核心算法，后续过程都将基于冗余约束识别方法展开。如果具有连通性的测试网架不存在过载风险，说明电源装机或负荷水平偏低，当前网架已不需扩建，需要核对电源装机和负荷水平是否正确。
49.进一步的，针对线路lj的正向功率约束fg′
(j)
pg′
≤γj和负向功率约束fg′
(ng
′
j)
pg′
≤γ
ng
′
j
，如果两条约束都被判断为冗余约束，则线路lj不存在过载风险；否则，线路lj存在过载风险。该步骤为执行冗余约束识别方法后，判断输电线路是否存在过载风险的判据，是后续加线和减线过程中所需的必要步骤。
50.进一步的，步骤s302基于冗余约束识别方法对测试线路集进行加线，是本发明筛选最优待选线路集的关键步骤，根据待选线路的经济性，优先选取符合条件的线路中最经济的线路，最终能够得到初步优化的待选线路集。
51.进一步的，步骤s4基于冗余约束识别方法对测试线路集进行减线，是本发明筛选最优待选线路集的修正步骤，由于会选择少量不必要扩建的线路，导致初步优化的待选线路集规模偏大。该步骤将针对测试网架中不存在过载风险的走廊进行删线，保证能够得到满足规划需求的最小规模待选线路集。
52.综上所述，本发明方法能给获取满足规划需求的最小规模待选线路集，不存在优化问题的求解过程，适用于为后续输电网规划问题的计算缩小解空间，提高计算效率。
53.下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
54.图1为本发明方法流程示意图；
55.图2为整个输电规划过程的流程示意图；
56.图3为六节点系统已有网架图。
具体实施方式
57.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
58.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
59.还应当理解，在本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的
而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
60.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
61.应当理解，尽管在本发明实施例中可能采用术语第一、第二、第三等来描述预设范围等，但这些预设范围不应限于这些术语。这些术语仅用来将预设范围彼此区分开。例如，在不脱离本发明实施例范围的情况下，第一预设范围也可以被称为第二预设范围，类似地，第二预设范围也可以被称为第一预设范围。
62.取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
63.在附图中示出了根据本发明公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
64.本发明提供了一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法，用于获取满足规划需求的最小规模待选线路集，为后续输电网规划问题的计算缩小解空间，提高计算效率。首先检查网架连通性，再基于冗余约束识别方法对测试网架进行加线，获取初始优化待选线路集，最后基于冗余约束识别方法对测试网架进行减线修正，从而获取最小规模的输电规划待选线路集。本发明不需额外求解优化问题，对于复杂的大规模电力系统输电规划待选线路集的制定具有高效性。
65.请参阅图1，本发明一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法，包括以下步骤：
66.s1、从电力系统规划部门获取系统基本技术数据；
67.系统基本技术数据包括：系统电源规划方案，规划年的负荷水平，已有输电网架及网络参数，初始的待选线路集及待选线路的参数。
68.s2、检查网络连通性，包括以下步骤：
69.s201、检查已有网架连通性，若满足连通性，将测试网架初始化为已有网架，结束步骤s2，执行步骤s3；否则继续执行步骤s202；
70.测试线路集合：
71.本发明计算流程中用于进行冗余约束识别测试的线路集合；
72.测试待选线路集合：
73.本发明计算流程中用到的待选线路集合，计算流程结束后的测试待选线路集合即为最优待选线路集合；
74.已有网架：
75.系统节点集合与已有线路集合构成的网架；
76.测试网架：
77.系统节点集合与测试线路集合构成的网架；
78.全网架：
79.系统节点集合与初始待选线路集构成的网架。
80.系统节点集合为ωb，系统中已有线路集合为初始待选线路集为测试线路集合为ω
l
，测试待选线路集合为最优待选线路集合为
81.置测试线路集合为判断系统节点集合ωb与测试线路集合ω
l
构成的网络拓扑是否连通。
82.s202、检查全网架连通性，若满足连通性，继续执行步骤s203；否则，结束总计算流程，给定的初始待选线路集不合格，需重新制定初始待选线路集；
83.置测试线路集合为判断系统节点集合ωb与测试线路集合ω
l
构成的网络拓扑是否连通：
84.若连通，全网架满足连通性，执行步骤s203，开始在已有网架基础上加线，获取具有连通性的测试线路集合；
85.若不连通，设定的完整待选线路集存在问题，结束总计算流程，给定的初始待选线路集不合格，输出孤岛信息，根据孤岛信息重新制定初始待选线路集。
86.s203、初始化测试网架为已有网架，从初始待选线路集中挑选线路，添加到测试线路集中，直到测试网架满足连通性。
87.设保证连通性的待选线路集为初始化
88.s2031、将系统已有网架作为主系统，主系统包含的节点集合为ω
b,0
，将剩余孤立的系统作为子系统，其中子系统i中节点集合为ω
b,i
；
89.s2032、遍历子系统i，在集合中寻找待选线路，使ω
b,i
中的节点可以与主系统节点集合ω
b,0
或子系统j节点集合ω
b,j
(j≠i)中节点相连，从符合条件的线路中选取投建成本最低的一条线路li，令
90.s2033、遍历子系统结束后，置重新判断ωb与ω
l
构成的网络拓扑的连通性，若连通，则当前测试网架已满足连通性校验，结束步骤s203，开始进行冗余约束识别；若不连通，更新主系统节点集合ω
b,0
和各子系统节点集合ω
b,i
，返回执行步骤s2032。
91.s3、基于冗余约束识别的加线过程，包括以下步骤：
92.s301、对测试网架进行冗余约束识别计算，若测试网架不存在过载风险，结束总计算流程，制定的电源规划方案和负荷水平不合理，需要重新制定电源规划方案和负荷水平；否则，继续执行步骤s302；
93.置对具有连通性的测试网架进行冗余约束识别：
94.若该测试网架不存在过载风险，说明电源装机或负荷水平偏低，结束总计算流程，需修正电源规划方案和负荷水平；
95.若该测试网架存在过载风险，针对测试网架中包含的输电走廊(走廊内的线路数不为0)，设置存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,1
，不存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,2
，存在过载风险的输电走廊所包含节点集合为ω
b,1
，继续执行步骤s302。
96.冗余约束识别方法的原理如下：
97.(1)网络约束形式
98.考虑含常规电源、新能源与储能的电力系统，其网络安全约束写为：
[0099][0100]
其中，ng/nr/ns/nd/nl分别为系统网架所包含的常规机组/负荷/输电线路数；分别为常规机组/新能源机组/储能/负荷i对第l条输电线路的转移分布因子；分别为常规机组/新能源机组/储能/负荷i的功率；为第l条输电线路的可传输有功功率上限(热稳定极限)。
[0101]
将网络安全约束写成矩阵形式：
[0102]fg
pg frpr fsp
s-fdpd≤γ
ꢀꢀꢀ
(2)
[0103][0104][0105]
对于fr/fs/fd和pe/ps/pd，仅需按照fg和pg的形式将上下标索引对应替换即可。
[0106][0107]
(2)构造线性规划问题
[0108]
构造一个线性规划问题，在保证系统电力平衡的基础上，最大化线路单方向所能流过的最大功率。选取网络安全约束左侧表达式的第j列作为目标函数项，则该线性规划问题可以写为如下形式：
[0109][0110]
其中，分别为常规机组/新能源i的装机容量；为储能机组i的发电装机
容量；为储能机组i的充电装机容量取负值；分别为负荷i的最大/最小功率。
[0111]
上述线性规划问题得最优值表示在保证系统电力平衡的基础上，网络安全约束第j列所对应的线路单方向所能流过的最大功率。其中所有电源均依据其装机确定出力范围，负荷功率范围则取其自身能达到的最大最小值。因此得到如下判据：
[0112]
如果问题(6)目标函数最优值满足w
j*
≤γj，则约束f
g(j)
pg f
r(j)
pr f
s(j)
p
s-f
d(j)
pd≤γj即为冗余约束，其中f
g(j)
，f
r(j)
，f
s(j)
，f
d(j)
，γj分别为pg，pr，ps，pd，γ中第j行元素。
[0113]
(3)线性规划问题形式简化
[0114]
将所有机组和负荷合并，统称为等效电源，其中负荷则可以当作是具有负发电功率的电源，记等效电源个数为ng
′
。
[0115]
则问题(6)等效为：
[0116][0117]
其中，fg′
(j)
为等效电源针对输电线路的转移分布因子矩阵的第j行；pg′
为等效电源的功率向量；为等效电源i的功率；为等效电源i的最大/最小功率。
[0118]
则判据简化为：如果问题(7)目标函数最优值满足w
j*
≤γj，则约束fg′
(j)
pg′
≤γj即为冗余约束。
[0119]
(4)最优解形式推导
[0120]
针对线性规划问题(7)，根据其约束可知等效电源功率之和的范围为：
[0121][0122]
因此该问题有可行解的充要条件为：
[0123][0124]
首先将fg′
(j)
中的元素f
l,i
进行排序，用索引gm替换索引i，使得：
[0125][0126]
如果约束(9)成立，存在整数k∈[1,ng
′
]，使得：
[0127][0128]
即：
[0129][0130]
显然，该问题存在可行解：
[0131]
[0132]
即满足：
[0133][0134]
现证明式(13)为问题(7)的最优解，问题(7)拉格朗日函数为：
[0135][0136]
问题(7)的对偶问题表示为：
[0137][0138]
根据对偶理论，问题(16)的目标函数最优值不小于问题(7)的目标函数最优值，即：
[0139][0140]
取则有：
[0141][0142][0143]
容易得出，式(13)是式(18)的最优解，即：
[0144][0145]
则满足
[0146][0147]
根据式(14)，(17)和(21)得：
[0148][0149]
因此
[0150][0151]
根据对偶原理，式(13)是原问题(7)的最优解。
[0152]
(5)网络约束冗余判据
[0153]
如果存在整数k∈[1,ng
′
]，使得
[0154][0155]
成立，则fg′
(j)
pg′
≤γj即为冗余约束。
[0156]
针对全网架的线路进行判断时，以线路lj为例，它的正向功率约束为fg′
(j)
pg′
≤γj，负向功率约束为fg′
(ng
′
j)
pg′
≤γ
ng
′
j
。如果两条约束都被判断为冗余约束，则线路lj不存在过载风险；否则，线路lj存在过载风险。
[0157]
s302、从待选线路集中挑选线路加入测试线路集中，并进行冗余约束识别计算，直到测试网架不存在过载风险，或待选线路集中不存在满足条件的线路。
[0158]
设基于冗余约束识别的加线过程筛选出的待选线路集为初始化初始化
[0159]
s3021、从测试待选线路集合中寻找满足以下条件的线路：a)存在一端节点属于集合ω
b,1
，b)线路所在的输电走廊不属于ω
lc,2
；
[0160]
s3022、若存在符合条件的线路，从所有符合条件的线路中挑选投建成本最便宜的一条线路l，置ω
l
＝ω
l
∪{l}。针对更新后的测试网架，重新进行冗余约束识别计算，更新ω
lc,1
，ω
lc,2
和ω
b,1
。若。若测试网架已不存在过载风险，结束步骤s302；否则，继续执行步骤s3021；
[0161]
s3023、若不存在符合条件的线路，结束加线过程，标记测试网架存在过载风险。
[0162]
s4、基于冗余约束识别的减线过程
[0163]
针对加线过程得到的测试网架，删减不存在过载风险的输电走廊中包含的待选线路，进行冗余约束识别计算，需保证删减线路后测试网架未出现新的具有过载风险的输电走廊，直到无符合条件的线路可删减。
[0164]
置其存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,1
，不存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc,2
。设减线过程中被删减的待选线路集合为初始化
[0165]
s401、为保证删线过程不破坏测试网架的连通性，在中选取所在走廊属于ω
lc,2
的所有线路，构成集合ω
l
′
；
[0166]
s402、若从ω
l
′
选出投建成本最高的一条线路l，置ω
l
＝ω
l
\{l}，对测试网架重新进行冗余约束识别，得到存在过载风险的输电走廊集合为ω
lc
′
,1
和不存在过载风险的输电走廊集合ω
lc
′
,2
；
[0167]
若说明删掉该线路后测试网架未有新的输电走廊出现过载
风险，该线路可以删掉，置ω
lc,1
＝ω
lc
′
,1
，ω
lc,2
＝ω
lc
′
,2
，继续执行步骤s401。
[0168]
否则，说明删掉该线路后会导致测试网架出现新的具有过载风险的输电走廊，该线路不能删掉，置ω
l
＝ω
l
∪{l}，ω
l
′
＝ω
l
′
\{l}；若继续执行步骤s402，否则执行步骤s403。
[0169]
s403、若结束总计算流程，置输出最优待选线路集合。
[0170]
本发明再一个实施例中，提供一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选系统，该系统能够用于实现上述基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法，具体的，该基于冗余约束识别的输电规划待选集优选系统包括采集模块、初始模块、加线模块以及减线模块。
[0171]
其中，采集模块，获取系统电源规划方案，规划年的负荷水平，已有输电网架及网络参数，初始的待选线路集以及待选线路的参数；
[0172]
初始模块，检查已有网架连通性，若满足连通性，将测试网架初始化为已有网架，初始模块结束，执行加线模块；
[0173]
加线模块，对测试网架进行冗余约束识别计算，若测试网架不存在过载风险，结束总计算流程，重新制定电源规划方案和负荷水平，完成基于冗余约束识别的加线过程；
[0174]
减线模块，针对加线模块加线过程得到的测试网架，删减不存在过载风险的输电走廊中包含的待选线路，进行冗余约束识别计算，需保证删减线路后测试网架未出现新的具有过载风险的输电走廊，直到无符合条件的线路可删减，完成输电规划待选集优选。
[0175]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0176]
实例分析
[0177]
为验证本发明所提方法的有效性，选取6节点系测试统进行计算分析。该系统已有网架结构设置如图3所示，该系统中节点b6是一个孤岛节点，已有网架不满足连通性。节点b1和b3分别有200mw和400mw的常规机组；节点b2和b4各有400mw的新能源机组。已有网架中共6个输电走廊，每个走廊仅有一回线路。给定的初始待选线路集，允许每个节点之间的走廊投建线路，即一共15个可扩建输电走廊，每个输电走廊最大允许线路回数为3回，即初始待选线路集共39条线路。设计对比算例：
[0178]
算例1：直接基于初始待选线路集合计算电网规划问题，得到最优线路投建集合ω
l,1
；
[0179]
算例2：首先使用本发明中的输电规划待选线路集优化方法，得到的最优待选线路
集合然后计算电网规划问题，得到最优线路投建集合ω
l,2
。
[0180]
具体计算结果如表1所示。
[0181]
表1最优待选线路集
[0182][0183][0184]
经计算，得到的计算结果中ω
l,1
＝ω
l,2
，证明了本发明方法可以有效将最优投建线路筛选出来；算例2得到的最优待选线路集中仅剩下17条线路，相比初始待选线路集削减了一半以上，算例1用时679秒，算例2用时279秒，证明了本发明方法可以大幅提高电网规划问题的计算效率。
[0185]
综上所述，本发明一种基于冗余约束识别的输电规划待选集优选方法及系统，具有更强的适用性，相比传统的需要求解优化问题的方法，本发明方法采用启发式方法，先检查网架连通性，再基于冗余约束识别方法对测试网架进行加线，获取初始优化待选线路集，最后基于冗余约束识别方法对测试网架进行减线修正，从而获取最小规模的输电规划待选线路集。本发明不需额外求解优化问题，对于复杂的大规模电力系统输电规划待选线路集的制定具有高效性。
[0186]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0187]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程
图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0188]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0189]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0190]
以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。