2.4 综合能源协同规划模型构建及约束条件
本次综合能源协同规划的目标是保证系统安全稳定运行条件基础上,考虑资源的最优化利用,实现系统投资和运行成本最小,并最大程度消纳清洁能源,提高能源利用效率,减少污染和排放。本文综合考虑了电网建设费用、CHP建设费用和风光互补系统等建设费用,以及发电成本和弃风弃光的惩罚措施成本,以系统综合费用最低为目标,建立优化规划数学模型,模型的目标函数表达式为
2.5 考虑GIS系统的网格化协调规划策略
网格定义是将某个区域按照一定规则,划分成若干个网格状的小单元,便于对区域进行更精细化的管理[19-20]。所谓“格”是指管理区域或对象被划分后的空间单位,类似地块、责任区等,可大可小;所谓“网”指的是若干个格组成的适当区域。
本文将网格化概念引入配电网规划,根据网架现状、负荷分布、地理分界等实际情况,将复杂的配电网划分为多个相对独立的网格,分析网格现状与存在问题,结合典型负荷预测模型,对近中远三期做出负荷预测,制定网格化的目标,按照差异化的规划标准,结合区域综合能源分布情况,分区域开展配电网一次网架规划和综合能源设施协调规划。
具体方法为采用“大而化小,分而治之”的规划思路,基于区域地理信息系统,将配电网划分为3个供电层级和多个供电分区,依据多种边界条件将供电分区再细分为多个供电网格。网格化分层思路为第一层网格以3~5个110 kV变电站为组成一个网格,主要开展变电站的建设需求、变电站间隔利用率分析;第二层网格为不超过3组的典型接线组组成一个网格,主要开展网架接线、线路资源调配、负荷需求管理、综合能源接入和消纳利用能力管理和分析;第三层网格以低压配变台区为单位组成网格,主要为加强对用户供电质量和可靠性进行跟踪和分析。
通过网格化规划提出电力和能源通道方案,预留出道路所需的架空和电缆通道,预留出综合能源输送通道分布路径,结合城市道路建设,避免建而复拆,进一步优化资源利用,达到区域能源协调规划,制定精细化的协调规划策略。基于地理信息系统的网格化划分见图3。
图3 基于地理信息系统的网格化划分
2.6 综合能源系统协调规划流程图
根据上述思路,制定考虑GIS的网格化协调规划策略流程为：首先,对示范区电网现状和能源资源条件进行分析,通过区域特点进行网格的初步划分,开展网格内电力负荷和综合能源发展需求分
析;其次,开展网格化分区修正和协调规划策略约束条件制定。充分考虑河流、山体、城市规划路网、谷歌地图等地理信息系统等,尽量使每个供电区域相对独立,每一个中压配电网格中的线路能够独立承担网格内供电任务,且便于新能源消纳、线路运维检修等,尽量使每个供电分区采用1~3组10 kV配网典型接线进行供电,区域间通过综合能源系统进行能量交换,制定区域能源互补约束条件;最后,开展制定协同规划方案和效益评估。基于区域发展特点和重要用户保底网架供电要求,提出综合能源协调规划方案,制定区域目标网架规划方案,开展经济和社会效益评估,输出基于综合能源协同优化的配电网规划策略方案。策略流程图见图4。
图4 策略流程图
