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龙图腾网获悉国网四川省电力公司经济技术研究院申请的专利基于主辅能量市场出清结果的输电网双层扩展规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN113962827B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202111242784.5，技术领域涉及：G06Q50/06；该发明授权基于主辅能量市场出清结果的输电网双层扩展规划方法是由苏韵掣;李婷;刘方;苟竞;李晨;陈礼频;胥威汀;王云玲;朱觅;刘莹设计研发完成，并于2021-10-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于主辅能量市场出清结果的输电网双层扩展规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于主辅能量市场出清结果的输电网双层扩展规划方法，包括以下步骤：以规划年限内配电网的净成本最小为目标构建上层规划模型的上层目标函数和上层约束条件；以典型日的运营净成本最小为目标构建下层主辅能量市场出清模型的下层目标函数和下层约束条件；利用所述下层主辅能量市场出清模型的KKT条件将双层问题等价转化为含均衡约束的单层线性整数规划问题进行求解。本发明的目的在于提供一种基于主辅能量市场出清结果的输电网双层扩展规划方法，以用合理的输电网扩展方案保障电力系统的供需均衡态势、降低电网阻塞和提升电力市场的公平性。

本发明授权基于主辅能量市场出清结果的输电网双层扩展规划方法在权利要求书中公布了：1.基于主辅能量市场出清结果的输电网双层扩展规划方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：以规划年限内配电网的净成本最小为目标构建上层规划模型的上层目标函数和上层约束条件； S2：以典型日的运营净成本最小为目标构建下层主辅能量市场出清模型的下层目标函数和下层约束条件； S3：用所述下层主辅能量市场出清模型的KKT条件将双层规划模型转化为含均衡约束的单层线性整数规划模型进行求解； 所述上层目标函数为： 其中，为上层目标函数，CE·表示电网系统投资成本函数，xu为上层输电线路规划决策变量，∑j∈Jwj＝1，J为规划周期典型日集合，wj为典型日权重，表示典型日j电网系统运行成本函数，表示典型日j社会效用成本函数，表示下层典型日j市场出清下的机组调度决策； 所述电网系统投资成本为： 其中，CExu为电网系统投资成本，r为规划方案的贴现率，M为投资规划年限，Le,Ln分别为新投资线路候选集合及扩展线路候选集合，且Ln∈Lo，Lo为规划前已有线路集合，分别为新建线路和扩展线路的单位投资费用，分别为系统运营商面向新建线路及扩展线路的0-1决策变量，分别为新建线路及扩展线路的容量，T为一日24h时刻点集合； 所述上层约束条件： 其中，Imax为最大投资金额；式3保证了输电网扩展规划方案满足初始预算要求；式4约束了新建线路及扩展线路的重复投资规划； 所述社会效用成本为： 式中，为机组参与主辅能量市场收益，为用户的用能效用函数，为机组出力，为机组提供的上备用，为机组提供的下备用，为用户负荷率；αm和βm为该用户的效用系数，为主能量市场的边际节点电价，为辅助备用市场的上备用，为辅助备用市场的下备用价格，代表系统边界节点电价的发电边际成本分量，h·代表输电线路的阻塞分量； 所述下层目标函数为： 式中，为下层目标函数，为下层决策变量，为系统负荷率，为可再生能源弃电量，为常规机组出力，为常规机组提供的上备用容量，为常规机组提供的下备用容量，fj,t,l为输电线路l∈L上的线路潮流，θj,t,b为节点电压，为可再生能源弃电，为常规机组出力，为常规机组提供的上备用容量的单位成本，为常规机组提供的下备用容量的单位成本，D为可再生能源节点集合，G为常规机组节点集合，T为一日24h时刻点集合； 所述下层约束条件包括机组约束： 式中，为机组出力，为机组提供的上备用，为机组提供的下备用，为该常规机组g∈G的最大出力，为该常规机组g∈G的最小出力，为该机组的最大上备用容量，为该机组的最大下备用容量，式8约束了常规机组在参与主能量市场时的最大出力，式9约束了常规机组在参与主能量市场时的小出力，式10约束了该机组在参与备用市场时提供的最大上备用容量，式11约束了该机组在参与备用市场时提供的最下备用容量，以及均表示为拉格朗日乘子变量； 所述下层约束条件包括可再生能源弃电及负荷约束： 其中，为可再生能源弃电量，为可再生能源机组d∈D在典型日j时刻t下的最大出力，分别为节点b∈B上的基础负荷率与最大负荷率，为节点b∈B上的实际负荷，和表示为拉格朗日乘子变量； 所述下层约束条件包括系统约束，所述系统约束包括： 节点平衡约束： 其中，fj,t,l为输电线路l∈L上的线路潮流；b∈ol为节点b送端线路集合；b∈rl为节点b受端线路集合；L为上层规划决策下系统所有线路的集合，L＝Le∪Ln∪Lo；B为节点集合，表示为拉格朗日乘子变量； 备用约束： 其中，式16-17保障了输电系统内所有常规机组提供的上下备用容量裕度可满足考虑可再生能源出力及负荷需求波动性的备用需求；φG,φD分别为可再生能源和负荷的一定备用比例，和表示为拉格朗日乘子变量； 系统运行安全约束： 其中，为初始线路容量，θj,t,b为节点电压，θmin,θmax分别为节点电压的极小值与极大值，Bl为线路l的电纳，Ml为一个极大值，式18为节点电压约束，式17-19为新建线路的潮流约束，式20-21为考虑线路扩容的初始线路的潮流约束，以及表示为拉格朗日乘子变量； 所述S3包括以下步骤： S31：基于所述下层主辅能量市场出清模型的KKT条件将所述上层目标函数转化为： 其中，为系统上备用约束的拉格朗日乘子变量，在主辅能量市场出清模型中表征备用市场上备用的出清价格，为系统下备用约束的拉格朗日乘子变量，在主辅能量市场出清模型中表征下备用的出清价格； S32：以式8-22作为所述上层规划模型的新约束条件，式24-32作为下层市场出清问题基于KKT的约束条件进行求解。

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