摘 要 为促进区域间资源互补互济，提升新能源消纳水平，提出一种计及直流联络线功率调整和电-气-热耦合的输配协同优化调度模型。首先，建立直流联络线的功率调整模型，利用联络线的调整能力提升系统运行灵活性；然后，针对受端电网建立考虑电-气-热耦合的主动配电网模型，在此基础上进行送受端直流联络线和受端输配协调多能互补系统的协同优化。采用线性化的交流潮流近似计算配电网网损，对天然气管道气流Weymouth方程的非凸性进行增量线性化处理，从而将模型转换为混合整数线性规划问题。最后，通过算例验证了所提模型和方法的有效性。
随着能源危机、环境恶化等一系列问题的出现，大力发展可再生能源、促进能源体系转型已成为全球共识。习总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上提出：中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。在构建以新能源为主体的新型电力系统过程中，由于新能源固有的随机性和波动性，系统面临的不确定性逐渐增强，应加强源-网-荷-储衔接，提高电力系统互补互济，促进清洁能源消纳。我国负荷和资源逆向分布的特点十分突出，西北地区风光等新能源资源丰富，但负荷中心集中在东部沿海地区。跨区电网互联是实现资源在全国范围内优化配置和提高利用效率的重要手段。以浙江省电网为例，为支撑国家“双碳”战略目标，促进能源低碳转型，清洁外来电源入浙比例持续升高。截止到2020年，浙江省最高用电负荷为9 268万kW，特高压直流换流容量和交流变电容量分别达到1 600万kW和1 800万kW［1］，以最高负荷计算，外来受电比例达到36.7%。高受电比例导致省内机组开机受限，电网运行灵活性下降。为充分挖掘直流联络线在提升电网运行灵活性方面的作用，相关学者已经进行了大量研究。文献［2］指出目前省间直流联络线计划往往基于运行经验人工编制，未能充分发挥直流联络线的调节灵活性；并提出了含风电场的网省协调有功调度方法，对直流联络线的传输功率进行优化，但未能考虑直流输电系统在运行过程中需要满足的约束条件。文献［3］建立了较为详细的直流联络线计划调整约束模型，并通过直流联络线功率的调整来促进新能源消纳。文献［4］进一步考虑了直流联络线的阶梯化运行特性，使得模型更加贴合工程实际。文献［5］提出了基于ADMM（交替方向乘子法）的多区域互联系统分散协同调度方法。为充分提升高比例新能源接入背景下电网运行的灵活性，源-网-荷-储一体化建设成为新型电力系统发展趋势。《浙江省电网发展“十四五”规划（征求意见稿）》中指出，要推进配电网由单一的电能分配网络向汇聚全类型源-荷-储资源的综合性平台升级［1］。传统配电网逐步向ADN（主动配电网）转型，输、配电网之间的耦合也越发密切，其协同优化运行成为诸多学者研究的热点。文献［6］提出了输配一体化的综合能源系统风险评估方法。文献［7］建立了考虑输配协同的鲁棒备用优化模型。文献［8］提出了考虑新能源不确定性的输配协同优化模型。文献［9-10］考虑天然气网络和电力系统的耦合，提出了输-配-天然气系统的协同优化调度模型。文献［11］在输配协同优化模型中考虑了ADN中电-热系统的耦合。文献［12］将输配协同应用于负荷恢复。文献［13-14］在ADN中考虑了电-气-热多类能源的深度耦合，提升了系统运行的灵活性。对于浙江省电网而言，其输电网对外承接高压联络线受电，对内连接汇集了分布式新能源和可调负荷等灵活性资源的ADN，形成了区域联络线-输电网-配电网一体化运行的架构。如何充分发挥联络线和ADN的协同效应，对于提升整体电网的灵活性、促进电力系统能源转型具有重要意义。本文同时考虑送、受端电网之间的直流联络线功率交换与受端电网输、配电网之间的功率交换，建立一种计及直流互联与电-气-热耦合的输配协同调度优化模型。在ADN中，通过燃气轮机和CHP（热电联供）机组等多能耦合设备，实现电-气-热多能流统一建模。采用本文所提方法，可实现不同区域之间的互补互济，以及区域内部多能流之间的互补支撑。
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