基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法，包括如下步骤：1)搭建电网新能源输出功率概率模型和电网负荷功率概率模型；2)对预期时段T内城市电网中新能源的出力和负荷功率进行抽样试验，得到T时段内每小时城市电网新能源出力随机数据和负荷功率随机数据；3)计算T时段内每小时城市电网的净负荷随机数；4)将城市电网净负荷随机数进行等间隔划分，统计各区间的频数和频率；5)设定概率值为β，计算概率值为β下的置信区间，该置信区间即为城市电网不平衡功率波动范围。

Evaluation Method of Unbalanced Power Fluctuation Range of Urban Power Grid Based on Grid Flexibility

The invention discloses an evaluation method of unbalanced power fluctuation range of urban power grid based on grid flexibility, which includes the following steps: 1) building probability model of new energy output power and load power of power grid; 2) sampling test of new energy output and load power of urban power grid in anticipated period T, and obtaining new energy output of urban power grid every hour in T period. Random data and load power random data; 3) calculating the random number of net load per hour of urban power grid in T period; 4) dividing the random number of net load of urban power grid into equal intervals and counting the frequency and frequency of each interval; 5) setting the probability value as beta, calculating the confidence interval under the probability value as beta, the confidence interval is the unbalanced power fluctuation range of urban power grid.

【技术实现步骤摘要】
基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法
本专利技术涉及电网功率评估
，特别涉及一种基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法。
技术介绍
随着可再生能源发电比例的增加，电力系统除了面临负荷的波动性之外，还面临发电侧难以预测的出力变化特性。在高比例可再生能源接入的场景下，现有的规划手段往往以预防最大风险配置备用容量，但对于城市电网，某一部分网络发生发/用电功率大幅度变化情况下不会发生全网潮流不可控的剧烈变化和失稳，过于绝对的电网裕度会造成资源的闲置与浪费。因此，对城市电网不平衡功率波动范围进行评估，确定最大概率的电网功率缺口，是未来实现高比例清洁能源接入的必要途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法。为此，本专利技术技术方案如下：一种基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法，包括如下步骤：1)搭建电网新能源输出功率概率模型和电网负荷功率概率模型；2)采用蒙特卡罗模拟方法对预期时段T内城市电网中新能源的出力和负荷功率进行抽样试验，得到T时段内每小时城市电网新能源出力随机数据和负荷功率随机数据，以上随机数据均满足步骤1)中其所对应的概率模型；3)计算T时段内每小时城市电网的净负荷随机数，其中，城市电网净负荷＝城市电网总负荷-新能源总发电容量；4)将城市电网净负荷随机数进行等间隔划分，统计各区间的频数和频率；5)设定概率值为β，计算概率值为β下的置信区间，该置信区间即为城市电网不平衡功率波动范围。进一步的，所述的新能源输出功率概率模型包括风电输出功率概率模型和光伏输出功率概率模型。进一步的，所述的风电输出功率概率模型为：其中：k为weibull分布的形状参数，c为weibull分布的为尺度参数；k1、k2为常系数进一步的，所述的光伏输出功率概率模型为：式中：r为辐照度rmax为辐照度最大值；Γ(.)为Gamma函数；α和β为Beta分布形状参数。进一步的，所述的电网负荷功率概率模型包括有功概率模型和无功概率模型。进一步的，所述的有功概率模型为：其中，μP、σP分别为有功负荷预测的均值和标准差，PH、PL为有功负荷预测的上下限。进一步的，所述的无功概率模型为：其中，μQ、σQ分别为无功负荷预测的均值和标准差，QH、QL为无功负荷预测的上下限。与现有技术相比，该基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法可以实现对地区电网现有不平衡功率波动的概率性评估，有效避免因固定的电网裕度配置造成的资产闲置和资源浪费，为电网灵活调节资源的配置提供依据。附图说明图1为本专利技术提供的基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法的流程图。具体实施方式下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但下述实施例绝非对本专利技术有任何限制。一种基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法，如图1所示，包括如下步骤：1)搭建电网新能源输出功率概率模型和电网负荷功率概率模型；所述的新能源输出功率概率模型包括风电输出功率概率模型和光伏输出功率概率模型。所述的风电输出功率概率模型为：其中：k为weibull分布的形状参数，c为weibull分布的为尺度参数；k1、k2为常系数，所述的光伏输出功率概率模型为：式中：r为辐照度rmax为辐照度最大值；Γ(.)为Gamma函数；α和β为Beta分布形状参数。所述的电网负荷功率概率模型包括有功概率模型和无功概率模型。所述的有功概率模型为：其中，μP、σP分别为有功负荷预测的均值和标准差，PH、PL为有功负荷预测的上下限。所述的无功概率模型为：其中，μQ、σQ分别为无功负荷预测的均值和标准差，QH、QL为无功负荷预测的上下限。2)采用蒙特卡罗模拟方法对预期时段T内城市电网中新能源的出力和负荷功率进行抽样试验，得到T时段内每小时城市电网新能源出力随机数据和负荷功率随机数据，以上随机数据均满足步骤1)中其所对应的概率模型；3)计算T时段内每小时城市电网的净负荷随机数，其中，城市电网净负荷＝城市电网总负荷-新能源总发电容量；4)将城市电网净负荷随机数进行等间隔划分，统计各区间的频数和频率；设净负荷数据集{PRS,i|i＝1,2,…,M}中落入任一子区间[aj-1，aj)的数据点数(经验频数)为Nj，则该区间的经验频率为通过经验频率得到概率密度直方图，计算置信区间，得到β概率下的风险备用容量与风险缺电量。5)设定概率值为β，计算概率值为β下的置信区间，该置信区间即为城市电网不平衡功率波动范围。当城市电网总负荷需求小于新能源发电容量时，城市电网总负荷需求减去新能源发电容量的差值小于零，该差值的绝对值称为备用容量，记为。由于新能源发电的间歇性和负荷的随机性，它是一个随机变量。当城市电网总负荷需求大于新能源发电容量时，总负荷需求减去新能源发电容量的差值大于零，该差值称为缺电容量，记为。由于新能源发电的间歇性和负荷的随机性，它也是一个随机变量。置信区间的上限即为缺电容量，置信区间下限的绝对值即为备用容量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法，其特征在于，包括如下步骤：1)搭建电网新能源输出功率概率模型和电网负荷功率概率模型；2)采用蒙特卡罗模拟方法对预期时段T内城市电网中新能源的出力和负荷功率进行抽样试验，得到T时段内每小时城市电网新能源出力随机数据和负荷功率随机数据，以上随机数据均满足步骤1)中其所对应的概率模型；3)计算T时段内每小时城市电网的净负荷随机数，其中，城市电网净负荷＝城市电网总负荷‑新能源总发电容量；4)将城市电网净负荷随机数进行等间隔划分，统计各区间的频数和频率；5)设定概率值为β，计算概率值为β下的置信区间，该置信区间即为城市电网不平衡功率波动范围。

【技术特征摘要】
1.一种基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法，其特征在于，包括如下步骤：1)搭建电网新能源输出功率概率模型和电网负荷功率概率模型；2)采用蒙特卡罗模拟方法对预期时段T内城市电网中新能源的出力和负荷功率进行抽样试验，得到T时段内每小时城市电网新能源出力随机数据和负荷功率随机数据，以上随机数据均满足步骤1)中其所对应的概率模型；3)计算T时段内每小时城市电网的净负荷随机数，其中，城市电网净负荷＝城市电网总负荷-新能源总发电容量；4)将城市电网净负荷随机数进行等间隔划分，统计各区间的频数和频率；5)设定概率值为β，计算概率值为β下的置信区间，该置信区间即为城市电网不平衡功率波动范围。2.根据权利要求1所述的基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法，其特征在于，所述的新能源输出功率概率模型包括风电输出功率概率模型和光伏输出功率概率模型。3.根据权利要求2所述的基于电网灵活性的城市电网不平衡功率波动范围评估方法，其特征在于，所述的风电输出功率概率模型为：其中：...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏冬，韩佳芮，王哲，张章，张雪菲，张梁，王世举，徐晶，刘琛，李如萍，姬广彬，胡本哲，崔荣靖，宋杰，朱辰，李娜，迟福建，李娟，刘冬梅，刘英英，武骁，杨帆，孙灿，祁彦鹏，刘东，潘雪冬，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12