电力系统规划学习笔记（长期更新）

经过三年的努力，笔者总算在9月29日上岸了。上岸后，笔者还是决定继续给自己的博客填坑（挖新坑 ）。今天开始更新自己对于研究生阶段研究方向——电力系统规划的学习笔记，希望能对csdn上友友们以后的学习有所帮助。

第0章 电力系统规划前置知识学习

首先引出几个概念：
1.发一度电的成本：截止到2020年年底，燃煤电厂平均每发一度电，消耗的煤炭为305.5克。而动力煤期货价格为801.40元/吨，将两者相乘，即可得到发一度电的煤炭成本是0.2448元，加上土地成本、投资成本、人员薪酬成本、办公成本、税收以及其他成本，发一度电的成本为0.3-0.4元/度；
2.浙江的电费标准为第一档电量为年用电量2760千瓦时及以下部分，电价不调整，仍为每千瓦时0.538元;第二档电量为2761-4800千瓦时部分，电价在第一档电价基础上加价0.05元，为每千瓦时0.588元;第三档电量为超过4800千瓦时部分，电价在第一档电价基础上加价0.3元，为每千瓦时0.838元。
结合1,2，我们可以对电价与发电成本有初步认知——这个以后规划方向的同学魂牵梦萦的单位功率运行成本
然后是电力系统规划的基本概念和专有名词：
variable renewable energy：可变可再生能源，在电力系统规划中通常指风电（Wind Power）和光伏（Solar Power）
电力系统规划与可靠性针对的主体是电力系统的源和网，核心是数学上的运筹优化，即在指定的约束条件下使得目标条件值越高或者越低，目标条件有投资成本、运行成本、线损率、碳排放量等，约束条件通常包括功率供需平衡约束、潮流约束、运行安全约束（可靠性约束）、机组自然约束、碳排放约束等。建立完模型，需要将数据代入相关的电力系统场景（如IEEE-30节点系统），验证优化方法的合理性
3.电源规划的内涵（摘自百度）：
研究5-15年内的电源建设安排，提出电源建设的项目、容量和建设进度。内容有：1）发电总容量安排；2）备用容量的确定；3）发电容量构成和功能分析。
发电容量构成和功能分析发电厂按所用能源种类来分，有水电厂、火电厂(燃煤、油或天然气)和核电厂。电力系统中期发展规划要从地区能源资源特点，通过技术经济比较，来确定各类能源最经济的开发方案。选择发电容量的合理构成。20世纪60年代以来，各国相继开发了一些电源优化数学模型，这些模型大都能对电力系统扩建中的电源作出优化定向分析。但由于有的模型属于单节点电源规划，没有考虑电源和负荷地理分布因素，有的没有充分考虑水电的水文特性，有的没有包括发电新技术的经济评价等。因此，这些模型仍待进一步完善。

百度词条的解释看起来不是很好理解，简单来说就是
1.在一个荒芜的地方，要建多少容量的火电机组、风电机组、光伏机组、储能机组；
2.在一个已经有一定容量火电、风电、光伏、储能装机容量的地方，未来几年要新增多大容量的火电、风电、光伏、储能装机容量的地方

以上两种情况是我目前理解的电力系统规划中电源规划的两种基本形式，前者的英文名字叫power planning；后者的英文名字叫Generation/Capacity Expansion planning/modeling

第1章 电力系统规划基本模型

本质上就是一个数学上的规划问题，通常有约束条件，目标函数和决策变量，先列举下最近遇到的容易混淆的概念：

新能源利用率和新能源渗透率

毫无疑问，这两个概念是完全不同的概念，但是很多论文里是把两个概念混淆了，下面作者用自己的理解讲一下：
新能源利用率：假设新能源有且仅有风电和光伏，如果没有弃风弃光，那么新能源利用率就是100%，如果有那么就用规划周期内所有新能源实际出力值/新能源预测出力值，有些规划问题会直接把新能源利用率规定大于>=90%
新能源渗透率：可以直接理解成发电占比。目前，风光新能源的发电量渗透率，已达到了13%左右，并迅速向15%关口逼近。（摘抄自华夏能源网）。如果说在一个规划系统中，存在火电、风电、光伏，新能源渗透率是不可能达到90%以上的，有些论文中，说的新能源渗透率约束，实际上表达的是新能源利用率约束。