一种适应大规模新能源外送的电网网架结构构建方法

1.一种适应大规模新能源外送的电网网架结构构建方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)根据电力资源的配置和新能源外送方向将大规模新能源外送的电网网架划分为送端电网、外送输电网和受端电网，并确定新能源电源的接入方式；所述步骤(1)中，确定新能源电源的接入方式，包括如下步骤：(11)获得送端地区电网主网最高电压等级、新能源并网距离、新能源容量、要求工程造价以及新能源接入地区的人口密度；(12)若主网最高电压等级大于或等于500kV，新能源容量小于200MW，新能源并网距离小于100km，并且要求工程造价小于150亿元，则确定新能源电源接入方式为交流汇集方式，并转入步骤(14)；若主网最高电压等级小于或者等于220kV，系能源容量大于或等于200MW，新能源并网距离大于或等于100km，并且新能源接入地区的人口密度小于或等于50人每平方公里，则确定新能源电源接入方式为VSC-HVDC柔性直流汇集方式，并转入步骤(13)；对于送端地区的其他电网环境，若新能源电源接入方式可采用VSC-HVDC柔性直流汇集方式，则确定新能源电源接入方式为VSC-HVDC柔性直流汇集方式，并转入步骤(13)，否则，确定新能源电源接入方式为交流汇集方式，并转入步骤(14)；(13)获得送端当地新能源电源结构与布局，并综合经济型和可靠性的考虑，进一步确定新能源电源接入方式为双端柔性直流输电、并联型多端柔性直流输电、串联型多端柔性直流输电或级联型多端柔性直流输电：若当地仅有一类新能源需要外送，则进一步确定新能源电源接入方式为双端柔性直流输电；若当地有两类及以上新能源需要外送，且并网距离不超过500km，则进一步确定新能源电源接入方式为串联型多端柔性直流输电或并联型多端柔性直流输电；若当地有两类及以上新能源需要外送，且并网距离超过500km，则进一步确定新能源电源接入方式为级联型多端柔性直流输电；(14)新能源电源接入方式确定完成；(2)根据送端地区的电力需求量、新能源电源结构与布局、输电通道输电容量的限制、地理位置及生态环境构建送端电网网架结构；所述步骤(2)中构建送端电网网架结构包括如下步骤：(21)获得新能源送端处的电力需求量；(22)获得新能源送端处的新能源电源结构与布局，包括各类新能源装机容量和当地可开发的新能源类别总数N 1 ；其中，第i类新能源的装机容量为P Li ；(23)根据电力需求量和各类新能源装机容量计算送端处的外送电力流容量；其中，第i类新能源外送电力流容量为：P Oi ＝P Li ×σ i ％,i∈N 1 ，σ i ％为当地第i类新能源外送比例；(24)根据外送电力流容量和每输电通道输电容量计算新能源送端处的新能源外送通道数；其中，第i类新能源外送通道数为C i ＝P Oi /p ij ,i∈N 1 ,j∈N 2 ，p ij 为用第j种输电模式输送第i类新能源时每通道输电容量，N 2 为可选的外送输电模式总数；(3)根据技术可实现程度、对沿线地区电网影响、系统安全性和稳定性、沿线负荷与电源可接入性、工程实施难度以及非技术因素，利用层次分析法构建外送输电网网架结构；(4)根据步骤(3)所构建的外送输电网网架结构构建受端电网网架结构；(5)若已充分考虑非技术因素，并且所有对电网网架的构建产生影响的技术因素均未发生改变，则电网网架构建结束；否则，转入步骤(1)。 2.如权利要求1所述的适应大规模新能源外送的电网网架结构构建方法，其特征在于，所述步骤(3)中构建新能源外送输电网架结构包括如下步骤：(31)根据技术发展难易程度将可选的外送输电网网架结构划分为第一类输电结构和第二类输电结构，第一类输电结构包括：交流电网外送形式、LCC-HVDC点对点特高压直流外送、特高压交直流混联以及直流电网结构；第二类输电结构包括：超导输电和分频输电技术；对当前可大规模应用的输电技术进行评估，若已可靠使用，则确定第二类输电结构作为候选方案；否则，确定第一类输电结构作为候选方案；(32)建立层次结构模型，包括：目标层、准则层和方案层；目标层包括：确定外送输电网网架结构；准则层包括对外送输电网网架结构影响最大的6个准则，依次为：技术可实现程度、对沿线地区电网影响、系统安全性和稳定性、沿线负荷与电源可接入性、工程实施难度以及非技术因素；其中，非技术因素包括外送电网的经济性因素、地理因素以及政治因素；若候选方案属于第一类输电结构，则方案层包括4个可选的输电结构，依次为：交流电网外送形式、LCC-HVDC点对点特高压直流外送、特高压交直流混联以及直流电网结构；若候选方案属于第二类输电结构，则方案层包括2个可选的输电结构，依次为：超导输电和分频输电技术；(33)令方案层包括S,S∈{2,4}种输电结构；(34)采用一致矩阵法构造准则层对目标层的判断矩阵为：其中，元素a ij ,i,j＝1～6表示对于确定外送输电网网架结构而言，第i个准则与第j个准则的重要性比对值，并且元素a ij 和元素a ji 满足： 采用一致矩阵法构造方案层对目标层的判断矩阵B (1) ～B (6) ；其中，判断矩阵B (t) ,t＝1～6为：判断矩阵B (t) 中，元素b (t)mn ,m,n＝1～S表示对于第t个准则，第m种方案与第n种方案的重要性比对值，并且元素b (t)mn 与元素b (t)nm 满足： (35)根据步骤(34)所得的判断矩阵进行层次单排序，得到对于上一层某因素而言本层次各因素的重要性排序，并计算最大特征根；其中，对于准则层得到列向量w A 以及最大特征根λ max ，对于方案层得到列向量w B1 ～w BS 以及最大特征根λ max(1) ～λ max(6) ；(36)根据最大特征根λ max 计算判断矩阵A的一致性指标为：若一致性指标C R ＜0.1，则判断矩阵A的矩阵一致性满足要求；否则，重新构造判断矩阵A；分别根据最大特征根λ max(1) ～λ max(6) 计算判断矩阵B (1) ～B (6) 的一致性指标C R(1) ～C R(6) ；其中，C R(t) ,t＝1～6的计算公式为： 若一致性指标C R(t) ＜0.1，则对应的判断矩阵B (t) 的矩阵一致性满足要求；否则，重新构造判断矩阵B (t) ；其中，R I 为随机一致性指标；(37)分别计算 得到方案层各方案对于总目标的重要性；对各方案的重要性进行排序，若 取值最大，则确定外送输电网网架结构为方案层中的第j种输电结构。 3.如权利要求2所述的适应大规模新能源外送的电网网架结构构建方法，其特征在于，所述步骤(35)中进行层次单排序以及计算最大特征根包括如下步骤：(351)对于判断矩阵A，矩阵每一列归一化，得到归一化矩阵A'为：其中， (352)对归一化矩阵A'，按行求和并每一列归一化，得到6×1维的列向量A”；(353)计算列向量w A 为：w A ＝A”；(354)计算最大特征根λ max 为： (355)对于判断矩阵B (1) ～B (6) ，按照步骤(341)～(342)处理每一个判断矩阵，得到S×1维的列向量B″ (1) ～B″ (6) ；(356)令矩阵B”＝[B″ (1) B″ (2) …B″ (6) ]，分别将矩阵B”的S个行向量转置，得到列向量w B1 ～w BS ；(357)分别计算最大特征根λ max(1) ～λ max(6) ；其中，最大特征根λ max(t) ,t＝1～6的计算公式为： 4.如权利要求1所述的适应大规模新能源外送的电网网架结构构建方法，其特征在于，所述步骤(4)中构建受端电网网架结构包括：若外送输电网网架结构为交流电网外送结构、分频输电外送结构或者超导输电外送结构，则确定受端电网网架结构为直接接入受端当地交流电网；若外送输电网网架结构为特高压直流外送或者特高压交直流混联外送结构，则确定受端电网网架结构为新能源通过LCC-HVDC传输后通过背靠背柔直接入受端当地交流电网；若外送输电网网架结构为直流电网外送结构，则确定受端电网网架结构为在受端构建直流电网并在受端形成交直流电网形态。