1.一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,包括以下步骤:1)根据规划相关数据,以海上风电开发商规划模型和电网公司规划模型为优化对象,通过博弈优化模型优化海上风电接入系统的规划方案,获得待评估规划方案,所述的规划方案包括海上风电接入并网点选择、并网点容量以及陆上电网扩建方案;2)通过考虑风电出力相关性的概率潮流计算获得海上风电系统节点电压和支路潮流的概率分布,根据概率分布计算待评估规划方案的风险评价指标;3)判断风险评价指标是否满足系统风险承担阈值条件,若是则将待评估规划方案作为最优海上风电接入系统规划方案,否则执行步骤1);其中,所述的海上风电开发商规划模型的表达式为:V(t)=I WG (t)+I CARBON (t)dP t c =u c P t c dt+σ c P t c dW t cC COFG =C COFG Line +C COFG S/CS其中,I WG (t)为海上风电开发商的售电收入,I CARBON (t)为碳减排收入,C COFG 为海上输电网投资成本,C wm (t)为年维护成本,NPV E 为海上风电开发商的净现值,V(t)为海上风电开发商的现金流,r为资金折现率,P t e→g 为t水平年海上风电开发商的售电电价, 为t水平年的实际上网电量,u c 和σ c 分别为碳价的预期增长率和波动率,u e 和σ e 分别为市场电价的增长率和波动率,dW t e 和dW t c 为标准维纳过程增量,P t c 为t时刻的碳交易价格,Q t c 为碳减排量,υ为发电量与碳减排量换算系数,C COFG Line 、C COFG S/CS 分别为海上输电网总投资成本、线路投资成本、升压站投资成本,Ω pcc 为并网点候选集合,ρ OFS 、ρ ONS 分别为海上升压站额定容量集合、陆上变电站额定容量集合,x为与输电设备建设相关的0-1变量,规划时x值为1,否则为0, 为交流电缆成本, 分别为海上变压器成本、陆上变压器成本和海上平台成本,γ为成本比例,{a}为海上输电网的组件集,C failure a 为组件a的每次故障成本,N failure a,t 为t水平年组件a的故障次数,C downtimea 为组件a的每天停机成本,N downtimea,t 为t水平年组件a的停机天数。
2.根据权利要求1所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,所述的电网公司规划模型的表达式为:U(t)=I S (t)-C G (t)-C MCONG (t)其中,NPV G 为电网公司的净现值,I S (t)为电网公司收入,C CONG 为陆上电网新建成本,C G (t)为购电成本,C MCONG (t)为陆上新建线路维护成本,U(t)为电网公司的现金流,P t g→c 为t水平年电网公司售电电价, 为t水平年电网公司的售电量,n为陆上电网新建输电线路的待选集合中的某条输电线路,Ω on,line 为陆上电网新建输电线路的待选集合,y n 为某条输电线路n的0-1变量,规划时y n 值为1,否则为0,α n 为某条输电线路n的投资费用,Ω i 为陆上电网线路集合,l i 为线路i的长度,c i (t)为线路i在t运营年的每公里线路维修价格。
3.根据权利要求1所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,所述的博弈优化模型的表达式为:博弈参与者:海上风电开发商和电网公司;博弈策略集合:Φ={X,Y},x∈X,y∈Y;收益函数:NPV E (x,y),NPV G (x,y);博弈均衡解:(x * ,y * );博弈均衡的定义:x * =arg max NPV E (x,y * )y * =arg max NPV G (x * ,y)其中,x * 和y * 分别为均衡状态下的海上风电开发商和电网公司的规划策略;arg max(·)为目标函数取最大值时的变量集合。
4.根据权利要求1所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,所述的考虑风电出力相关性的概率潮流计算的具体过程包括:设输入随机变量风速的个数为m,抽样次数为N;运用构建好的混合Copula函数产生满足风速边缘分布和相关性条件的风速随机数矩阵U m ={u 1 ,u 2 ,…,u m },u 1 ,u 2 ,…,u m 分别为N维列向量;通过风电场出力-风速模型,产生具有相关性的风电出力样本矩阵W m ={w 1 ,w 2 ,…,w m },w 1 ,w 2 ,…,w m 分别为N维列向量,所述的风电场出力-风速模型为:其中,v为已知风速,P W 为风场出力,v wi 、v wo 分别为切入风速和切出风速,v r 为额定风速,P r 为额定功率;将风电出力样本矩阵W m ={w 1 ,w 2 ,…,w m }代入如下公式中进行N次确定性潮流计算,得到整个系统的各节点电压x和支路潮流z:其中,w为节点的注入功率,f(·)和g(·)分别为节点电压和支路潮流的计算密度函数;利用统计方法中的非参数核密度估计法得到系统的各节点电压x和支路潮流z的概率密度。
5.根据权利要求4所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,所述的混合Copula函数的表达式为:其中,F N 为风速的边缘累计分布函数,C M (·)为混合Copula函数,C K (·)为已知的第k种单一Copula函数,k为构建混合Copula函数的单一Copula函数总数,λ k 为权重系数,θ k 为单一Copula函数的相依参数。
6.根据权利要求5所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,所述的相依参数θ k 和权重系数λ k 的求解过程包括:采用极大似然估计法估计单一Copula函数的相依参数θ k ;利用目标函数求解混合Copula函数权重系数λ k 的最优解。
7.根据权利要求6所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,采用非参数核密度估计算法确定各风电场风速的边缘分布,根据各风电场风速的边缘分布,构建混合Copula函数,并且分别计算原始数据以及所选混合Copula函数的Pearson相关系数、Spearman秩相关系数和最大信息系数MIC,利用粒子群算法求取最优权重系数;所述的目标函数表达式为:F=d 2 +|Pearson M -Pearson C |+|Spearman M -Spearman C |+|MIC M -MIC C |其中,d 2 为所选混合Copula函数与经验Copula函数之间的平方欧氏距离,Pearson M 、Pearson C 分别为混合Copula函数的Pearson相关系数和原始数据的Pearson相关系数,Spearman M 和Spearman C 分别为所选混合Copula函数的Spearman秩相关系数和原始数据的Spearman秩相关系数,MIC M 、MIC C 分别为混合Copula函数的MIC系数和原始数据的最大信息系数MIC;求解目标函数的约束条件为:
8.根据权利要求7所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,所述的非参数核密度估计算法的表达式为:其中,v为任意风速v,K(·)为核函数,h为窗宽,n为样本个数,X i 为随机变量v的样本值。
9.根据权利要求1所述的一种基于博弈和风电出力相关性的海上风电接入系统规划方法,其特征在于,所述的风险评价指标包括电压越限风险指标和线路过载风险指标,计算公式如下:其中,F Uk 为节点k的平均电压偏移率,作为节点电压越限风险指标,M为概率潮流计算抽样次数,U kj 为节点k在第j次潮流计算的电压,U kN 为节点k的额定电压;F ij 为支路ij的过载率,用此作为线路过载风险指标,S ij 为支路ij的潮流,S ij max 为支路ij的最大允许容量, 为支路ij M次确定潮流计算结果中超过线路额定容量90%的次数;所述的系统风险承担阈值条件为:其中,F SU 为系统电压越限风险承受阈值,F SP 为系统线路过载风险承受阈值。