(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211249069.9 (22)申请日 2022.10.12 (71)申请人 华北电力大 学 地址 102206 北京市昌平区北农路2号 申请人 国网经济技 术研究院有限公司 　 国网福建省电力有限公司经济技 术 研究院　 国网福建省电力有限公司 (72)发明人 孙英云　赵鹏飞　董骁翀　潘尔生　 孙珂　韩晓男　王丹　张柯欣　 于昊洋　刘忠健　曹阳　陈天一　 辛蜀骏　游沛羽　李凡　秦继朔　 刘栋　梁涵卿　陶太堃　章程　 林威　林毅　吴威　朱睿　杨晓东　(74)专利代理 机构 成都方圆聿联专利代理事务 所(普通合伙) 51241 专利代理师 李鹏 (51)Int.Cl. G06F 30/18(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 111/08(2020.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 考虑可再生能源极端场景的输电网扩展规 划方法及系统 (57)摘要 本发明公开了考虑可再生能源极端场景的 输电网扩展规划方法及系统， 基于GAN生成海量 可再生能源随机场景， 为极端场景分析提供可靠 数据信息， 从对电网运行的实际影 响程度和发生 概率两方面给出了可再生能源极端场景的定义 及其判定 条件， 提出了考虑极端场景分析的数据 驱动的输电网扩展规划框架， 实现了规划经济性 和鲁棒性的平衡 。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 115495862 A 2022.12.20 CN 115495862 A 1.考虑可 再生能源极端场景的输电网扩展规划方法， 其特 征在于， 所述方法包括： 采用生成对抗网络GAN的场景生成模型泛化历史数据集， 生成数量万级以上具有时空 相关性的可 再生能源随机场景， 并进行场景简约处 理， 得到典型场景集； 基于典型场景集建立两阶段输电网扩展规划TEP期望值模型并求解， 得到第k 次迭代的 输电网拟定规划方案； 获取极端情况的实际影响程度和发生 概率， 确定可 再生能源极端场景及判定条件； 利用上述输电网拟定规划方案建立风险评估模型REM， 基于REM模型对可再生能源随机 场景筛查处 理后基于确定的可 再生能源极端场景及判定条件进行极端场景分析； 根据极端场景分析结果自适应地更新典型场景集， 并开启下一轮循环， 直至满足低概 率条件， 得到满足判定条件的低概 率高影响LPHI场景集和最终规划方案 。 2.根据权利要求1所述的考虑可再生能源极端场景的输电网扩展规划方法， 其特征在 于， 基于典型场景集建立两阶段TEP 期望值模型， 包括： 以年费用最小为目标函数， 考虑典型场景集下的电力系统安全约束， 建立两阶段TEP期 望值模型； 其中： 以年费用最小为目标函数， 包括： 输电线路投资年值、 年 发电成本和可再生 能源弃电惩罚成本； 电力系统安全约束， 包括： 已建线路状态约束， 节点功 率平衡约束、 发电 机组出力约束、 线路潮流约束、 系统备用容量约束、 节点电压相角约束和可再生能源最大弃 电比例。 3.根据权利要求1所述的考虑可再生能源极端场景的输电网扩展规划方法， 其特征在 于， 所述确定可 再生能源极端场景， 具体包括： 极端情况的实 际影响程度采用失负荷风险指标进行衡量； 确定可再生能源时序场景ξ 下t时段节点n的系统失负荷量为 采用小时失负荷因子和日失负荷因子分别描述该 场景下电力系统单位时段最大失负荷风险和日累积失负荷风险， 计算公式为： 其中Dt为电力系统t时段的总负荷需求； 下标ξ|O表示作用于规划方案O的场景ξ； 依据人 工经验或具体情况设置可接受的单位时段和日累积失负荷阈值， 当HLOLFξ|O≥εH或者 DLOLFξ|O≥εD时， 该场景即为针对规划方案O的高影响场景， 反 之为低影响场景； 采用显著性水平α描述极端情况的发生概率， 当LPHI场景样本数在生成场景集中的比 例小于显著 性水平α 时， 确定 极端场景发生为小概率事件， 此时LPHI场景发生的概率通过HI 样本数估计， 满足： 其中SLPHI为LPHI场景集， SRES为生成场景集， N( ·)为场景样本数；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115495862 A 2所述确定可再生能源极端场景判定条件， 包括： 建立可再生能源极端场景第一判定条 件和可再生能源极端场景第二判定条件； 可再生能源极端场景第一判定条件： HLOLFξ|O≥εH或者DLOLFξ|O≥εD； 可再生能源极端场景第二判定条件： P( ξ∈SLPHI)≤α 。 4.根据权利要求3所述的考虑可再生能源极端场景的输电网扩展规划方法， 其特征在 于， 对可再生能源随机场景筛查处理后， 并基于确定的可再生能源极端场景及判定条件进 行极端场景分析； 具体包括： 基于REM模型对可再生能源随机场景求解， 得到可再生能源时序场景ξ下的系统各时段 失负荷信息， 并根据上述定义的可再生能源极端场景， 计算失负荷风险指标HLOLFξ|O和 DLOLFξ|O； 根据可再生能源极端场景第一判定条件确定LPHI场景， 并计算P( ξ∈SLPHI)。 5.根据权利要求4所述的考虑可再生能源极端场景的输电网扩展规划方法， 其特征在 于， 根据极端场景分析结果自适应地更新 典型场景集， 并开启下一轮循环， 直至满足低概率 条件； 具体包括： 当可再生能源极端场景第 二判定条件不满足时， 从LPHI场景中选择失负荷最小的场景 加入典型场景集中更新典型场景集， 并开启下一轮循环； 直至满足可再生能源极端场景第 二判定条件， 得到满足判定条件的LPHI场景集和最终规划方案 。 6.考虑可 再生能源极端场景的输电网扩展规划系统， 其特 征在于， 所述系统包括： 处理模块， 用于采用生成对抗网络GAN的场景生成模型泛化历史数据集， 生成数量万级 以上具有时空相关性的可 再生能源随机场景， 并进行场景简约处 理， 得到典型场景集； 求解模块， 用于基于典型场景集建立两阶段输电网扩展规划TEP期望值模型并求解， 得 到第k次迭代的输电网拟定规划方案； 确定模块， 用于获取极端情况的实 际影响程度和发生概率， 确定可再生能源极端场景 及判定条件； 分析处理模块， 用于利用上述输电网拟定规划方案建立风 险评估模型REM， 基于REM对 可再生能源随机场景筛查处理后基于确定的可再生能源极端场景及判定条件进行极端场 景分析； 更新循环模块， 用于根据极端场景分析结果自适应地更新典型场景集， 并开启下一轮 循环， 直至满足低概率条件， 即得到满足判定条件的低概率高影响LPHI场景集和最终规划 方案。 7.根据权利要求6所述的考虑可再生能源极端场景的输电网扩展规划系统， 其特征在 于， 所述求解模块， 包括求解单元； 所述求解单元用于以年费用最小为 目标函数， 考虑典型 场景集下的电力系统安全约束， 建立两阶段TEP期望值模型； 以年费用最小为目标函数， 包 括： 输电线路投资年值、 年 发电成本和可再生能源 弃电惩罚成本； 电力系统安全约束， 包括： 已建线路状态约束， 节点功率平衡约束、 发电机组出力约束、 线路潮流约束、 系统备用容量 约束、 节点电压相角约束和可 再生能源最大 弃电比例。 8.根据权利要求6所述的考虑可再生能源极端场景的输电网扩展规划系统， 其特征在 于， 所述确定模块， 包括第一确定单元和第二确定单元； 所述第一确定单元， 用于确定可再 生能源极端场景， 具体包括： 极端情况的实 际影响程度采用失负荷风险指标进行衡量； 设定可再生能源时序场景ξ权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115495862 A 3