一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法技术

本发明专利技术公开了一种配电网灵活性评价方法。目前配电网灵活性定义模糊，对应灵活性评价分析研究存在缺失的问题。本发明专利技术采集配电网结构参数及运行数据，配电网灵活性资源分类及采用K‑S法假设检验灵活性资源运行特性的概率分布，灵活性资源响应准确度计算及灵活性评价时间尺度决策，评价的研究对象分类及对应调节需求双向分离计算，系统负荷及风光出力场景分析，灵活性评价双层指标体系建模求解，利用熵权法赋权计算配电网在评价周期内的灵活性评价结果。本发明专利技术对配电网运行周期内的灵活性进行综合量化评价，采用客观熵权法确定指标权重，评价结果科学合理，能够为配电网规划和优化运行提供进一步参考和指导。

【技术实现步骤摘要】
一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法
本专利技术涉及配电网灵活性评价领域，具体地说是一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，涉及配电网中灵活性资源定义、灵活性需求分析、配电网灵活性评价指标求解以及配电网灵活性评价体系的构建。
技术介绍
随着可再生分布式电源接入比例增高和智能电网技术的逐步发展，当前电力系统主要呈现出四个方面特点：第一是电力电量平衡的强不确定性。可再生能源出力的随机性和间歇性导致源荷两侧的不确定性加剧，传统的静态潮流平衡将向着概率化的方向发展。第二是潮流双向化。大量储能装置的投运能够在系统源荷不匹配时实现双向、动态的功率调节补充，达到良好的移峰填谷效果，这也使得电网中的源荷界限更加模糊。伴随着区域联络线和区域互联系统建设的逐步完善，传统单一流向的功率互济将演变为更为普遍的双向电力潮流。第三是网络运行方式多样化。由于网络可控元器件的日渐增多，电网的网架结构和网络形态在满足安全运行需求的前提下更加复杂多变，系统的边界条件在原固定边界的基础上更加灵活。第四是更高的网络调节控制需求。当分布式电源渗透率较高时，扣除可再生能源出力后的电力系统“净负荷”在短时段内的波动行为将更加频繁，这大大增加了对于提高系统调频、负荷跟踪能力的需求。在此背景下，为了达到系统中的实时、动态电力电量平衡，需要分析诊断电力系统所具备的应对内在及外在环境变化的适应能力，即灵活性。目前，关于灵活性的概念主要集中于电力系统层面或输电系统层面，国内外较为认可的两种主要说法由北美电力可靠性委员会(NorthAmericanElectricReliabilityCouncil，NERC)和国际能源署(InternationalEnergyAgency，IEA)分别提出。2010年，NERC在其发布的报告中指出，“电力系统灵活性是指利用系统资源满足负荷变化的能力”，这个能力“主要体现在运行的灵活性”。此外，NERC认为电力系统的灵活性主要包含三个方面，即储存能量的能力、高效机组组合以及经济调度能力。而在2008至2011年，IEA在G8峰会以及随后发布的报告中再度提到电力系统灵活性的概念，认为“电力系统灵活性，是指电力系统在其边界约束下，快速响应供应和负荷的大幅波动，对可预见、不可预见的变化和事件迅速反应，即负荷需求减小时缩小供给，负荷需求增加时增大供给”，即认为一个灵活的电力系统既能消纳大量间歇性电源发出的电能，又能经济和高效地处理过剩的电能，同时还能保证可预测和不可预测的间歇性电源出力不足时系统电力供应的充裕度。因此，保障电力系统灵活性是系统运行于不同时间尺度上应对各种随机因素和不确定条件、保持电力和能量平衡的必然要求，它贯穿于电力系统发展与运行的每一个阶段和过程。综合二者所提出的概念，电力系统的灵活性大致可以总结为，在某一时间尺度内，电力系统直接或间接地利用和调配系统中的现有资源实现快速响应系统供需侧波动、控制电网关键运行参数的能力。而对于配电网而言，随着分布式电源、电动汽车的快速发展以及国家对电力市场改革的逐步推进，大量风电、光伏发电等间歇性电源的接入逐渐改变了传统的电源结构，降低了整个电源系统的出力可控性，并在配电网层面上大大增加了系统运行的随机性和不确定性，同时用户负荷的多样性以及负荷预测偏差等众多因素对于配电系统运行过程中的功率分布有着重要影响。因此，为满足系统在运行过程中的动态供需平衡和电能质量要求，配电网必须具备一定的响应和应变能力，即所谓的配电网灵活性。然而，由于目前的电力系统灵活性研究大部分集中于输电系统或电力系统整体层面，通过对可控性较强的以水电、火电为主的电源结构进行调节和调度，从而满足存在随机性和不确定性的负荷波动。关于配电网层面的灵活性分析和评价存在空白。
技术实现思路
针对目前配电网灵活性评价研究存在空白的问题，本专利技术提供一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，其从功率即时调节能力、电量调节能力、可再生能源消纳能力等多个方面对配电网运行周期内的灵活性进行综合量化评价，采用客观熵权法确定指标权重，评价结果科学合理，能够为配电网规划和优化运行提供进一步参考和指导。为此，本专利技术采用如下的技术方案：一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，其采集评价周期内的配电网结构组成参数及运行数据，对配电网灵活性资源分类并检验拟合对应运行调度数据概率分布情况，在保障资源即时响应前提下决策灵活性评价的时间尺度，对灵活性研究对象进行分类及灵活性调节需求双向分离计算，构建灵活性评价模型并求解得到配电网灵活性评价双层指标体系，采用熵权法为双层指标体系中的二级指标赋权，计算配电网在评价周期内的灵活性评价结果。本专利技术清晰界定配电网灵活性调节需求以及灵活性资源类别，面向各类运行调节需求提出与配电网灵活性相关的网络功率调节能力、可再生能源消纳能力、容量即时响应能力等一级指标，并在此基础上细化形成指标体系，利用熵权法对指标体系赋权，使得评价结果更为客观合理，指标体系具有更好的扩展性。作为上述技术方案的补充，所采集的配电网结构组成参数及运行数据包括：1)待评价配电网地理信息资料、配电网规划报告及规划滚动调整报告，待分析配电网线路单线图、设备台账资料；2)评价周期内的网络年度负荷实测日报告及典型运行方式、用户实时负荷资料；3)待评价配电网当地太阳能辐照资料和风速资料、可再生能源装机参数和运行数据；4)电网侧有载调压变压器控制策略和运行数据、电网侧无功补偿设备装机参数和运行数据(含控制策略、运行调度数据)；5)需求侧管理参与容量和运行情况(含可中断负荷的控制策略、补偿策略以及运行响应数据)；6)储能电站配置参数及运行数据(含运行成本、运行策略以及运行数据)。作为上述技术方案的补充，所述配电网灵活性资源分类方式包括：1)将待分析配电网中的灵活性资源按照供给侧、电网侧、需求侧以及储能侧四个方面进行分类；2)供给侧灵活性资源包括上级电网注入功率以及各类分布式电源(DG)；3)电网侧灵活性资源包括无功补偿(RC)调度以及有载调压变压器分接头(OLTC)调节；4)需求侧灵活性资源包括基于价格的需求响应以及基于激励的需求响应两类；5)储能侧灵活性资源包含储热储能、氢储能、电动汽车以及电化学储能。作为上述技术方案的补充，灵活性资源运行调度数据概率分布检验过程包括：1)将收集的评价周期内各灵活性资源运行调度数据按照灵活性资源分类方法将其进行分类；2)按时序将隶属同类的灵活性资源的运行调度数据作为描述该类灵活性资源运行特点的不同维度参数；3)采用Kolmogorov-Smirnov法或卡方法假设检验各类灵活性资源集合的概率分布，并求出对应概率密度函数。作为上述技术方案的补充，评价时间尺度决策过程包括：1)根据收集的各类灵活性资源运行数据，利用各类灵活性资源在评价周期内接收到调节指令的时间节点和实际响应时间节点计算各灵活性资源的准确响应时间；2)将得到灵活性资源准准确响应时间按照时间长度归入不同时间等级五个等级，并统计位于不同等级的灵活性资源数目；3)比较不同响应时间等级内的灵活性资源总量，以满足70％以上灵活性资源准确响应为阈值，确定系统灵活性评价的时间尺度。作为上述技术方案的补充，灵活性研究对象分类过程如下：1)统计待分析配电网中的各分布式电源；2)按照可再本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，其特征在于，采集评价周期内的配电网结构组成参数及运行数据，对配电网灵活性资源分类并检验拟合对应运行调度数据概率分布情况，在保障资源即时响应前提下决策灵活性评价的时间尺度，对灵活性研究对象进行分类及灵活性调节需求双向分离计算，构建灵活性评价模型并求解得到配电网灵活性评价双层指标体系，采用熵权法为双层指标体系中的二级指标赋权，计算配电网在评价周期内的灵活性评价结果。

【技术特征摘要】
1.一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，其特征在于，采集评价周期内的配电网结构组成参数及运行数据，对配电网灵活性资源分类并检验拟合对应运行调度数据概率分布情况，在保障资源即时响应前提下决策灵活性评价的时间尺度，对灵活性研究对象进行分类及灵活性调节需求双向分离计算，构建灵活性评价模型并求解得到配电网灵活性评价双层指标体系，采用熵权法为双层指标体系中的二级指标赋权，计算配电网在评价周期内的灵活性评价结果。2.根据权利要求1所述的配电网灵活性评价方法，其特征在于，所采集的配电网结构组成参数及运行数据包括：1)待评价配电网地理信息资料、配电网规划报告及规划滚动调整报告，待分析配电网线路单线图、设备台账资料；2)评价周期内的网络年度负荷实测日报告及典型运行方式、用户实时负荷资料；3)待评价配电网当地太阳能辐照资料和风速资料、可再生能源装机参数和运行数据；4)电网侧有载调压变压器控制策略和运行数据、电网侧无功补偿设备装机参数和运行数据；5)需求侧管理参与容量和运行情况；6)储能电站配置参数及运行数据。3.根据权利要求1所述的配电网灵活性评价方法，其特征在于，所述配电网灵活性资源分类方式包括：1)将待分析配电网中的灵活性资源按照供给侧、电网侧、需求侧以及储能侧四个方面进行分类；2)供给侧灵活性资源包括上级电网注入功率以及各类分布式电源；3)电网侧灵活性资源包括无功补偿调度以及有载调压变压器分接头调节；4)需求侧灵活性资源包括基于价格的需求响应以及基于激励的需求响应两类；5)储能侧灵活性资源包含储热储能、氢储能、电动汽车以及电化学储能。4.根据权利要求1所述的配电网灵活性评价方法，其特征在于，灵活性资源运行调度数据概率分布检验过程包括：1)将收集的评价周期内各灵活性资源运行调度数据按照灵活性资源分类方法将其进行分类；2)按时序将隶属同类的灵活性资源的运行调度数据作为描述该类灵活性资源运行特点的不同维度参数；3)采用Kolmogorov-Smirnov法或卡方法假设检验各类灵活性资源集合的概率分布，并求出对应概率密度函数。5.根据权利要求1所述的配电网灵活性评价方法，其特征在于，评价时间尺度决策过程包括：1)根据收集的各类灵活性资源运行数据，利用各类灵活性资源在评价周期内接收到调节指令的时间节点和实际响应时间节点计算各灵活性资源的准确响应时间；2)将得到灵活性资源准准确响应时间按照时间长度归入不同时间等级五个等级，并统计位于不同等级的灵活性资源数目；3)比较不同响应时间等级内的灵活性资源总量，以满足70％以上灵活性资源准确响应为阈值，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈飞，黄淳驿，崔凯，孙可，王蕾，潘弘，黄晶晶，谢宁，戴攀，王承民，袁翔，张平，王坤，张西竹，孙丰杰，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司经济技术研究院，国网浙江省电力有限公司，上海交通大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33