复杂环境下基于三维地理信息的空间源网协调规划

The investment costs of generation and power network planning projects largely depend on the environment in which the project is involved. It is necessary to consider environmental elements in coordination of generation and power network planning problems. This research is aimed at spatial coordination of generation and power network planning in complicated environments. The following issues are addressed by applying integer algebra techniques, optimization theory and numeric simulation method: 1) In three dimension rasterizing map including complicated environmental information, a probabilistic dynamic/static multiobjective spatial coordination of generation and power network planning problem is proposed in consideration of the impact of renewable resource. 2) Using integer algebra techniques to transform the proposed mixed-integer nonlinear programming problems mentioned above into equivalent mixed-integer linear programming problems. 3) An efficient hybrid intelligent optimization integrated with modern intelligent algorithm and dynamic programming is introduced to solve the proposed mixed-integer nonlinear programming problems. The goal of this research is to build comprehensive models and develop efficient methods for the coordination of generation and power network planning problems.

随着电源和电网规划区域内环境影响因素的日益复杂，需要在源网协调规划中精确地考虑环境因素的影响。针对复杂环境下的源网协调规划问题，本项目采用整数代数技术、数学优化方法和数值模拟手段开展如下研究：（一）在含复杂环境信息的三维栅格地图上，考虑可再生能源发电的接入，梳理规划各个阶段及场景中栅格状态与电力设备建设、电气参数、电网拓扑和电网运行状态之间相互作用机理和数学表达，建立不确定静态和动态多目标空间源网协调规划数学模型；（二）应用整数代数技术对所建立模型进行线性化，形成标准化的混合整数线性规划求解方案；（三）研究新型智能优化算法和传统优化方法的结合，提出高效的混合智能优化算法求解方案。本项目为复杂环境下空间源网协调规划问题建立系统全面的数学模型和求解方案，丰富和拓展了电源和电网规划的研究内容，为建设资源节约型、环境友好型绿色电力系统提供理论基础和技术支撑。

随着环保意识的逐渐提高，电力建设项目越来越受制于周围的环境因素，在源网协调规划中精确考虑环境因素的影响，是国内外本领域的研究重点之一。本项目在含复杂环境信息的三维栅格地图上，对复杂环境下的源网协调规划问题展开了深入研究。成果如下：（一）建立了考虑线路路径优化和变电站选址的空间电网规划模型，将其分解为考虑变电站选址的电网规划上层问题和线路路径优化下层问题，提出适合求解该模型的遗传算法和动态规划法相结合的混合优化算法，该混合优化算法在采用遗传算法解决网架结构优化和变电站选址优化的同时，将动态规划法嵌入到遗传算法中，求解线路路径优化问题；（二）同时考虑网架结构优化、变电站选址、变电站定容、线路选型和线路路径优化，建立复杂的多维度电网规划模型，并提出一个求解该模型的多搜索空间结构的蚁群优化算法；（三）建立综合考虑火电机组和电网扩展的协调规划模型，并采用两阶段法求解该模型，其中第一阶段采用动态规划法求解路径优化问题，第二阶段在第一阶段结果的基础上采用混合整数线性规划法求解源网协调规划问题；（四）建立动态多源接入的源网协调规划模型，并提出结合Dijkstra’s算法和混合整数线性规划法的两阶段求解方法。根据所取得的研究成果，项目组在国内外期刊上一共发表了3篇论文，其中2篇被SCI检索，1篇被EI检索。