基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法，包括以下步骤：步骤1，基于待评估系统建立新能源消纳能力非时序计算模型；步骤2，计算新能源弃电电力的概率分布；步骤3，计算新能源弃电率λ，通过新能源弃电率λ完成新能源消纳能力的量化评估。本发明专利技术的量化评估方法可为调度运行实际工作提供指导；利用卷积计算替代传统的时序仿真过程，可以避免传统蒙特卡洛模拟方法中反复的抽样、计算的过程，在不影响精度的前提下，大幅度提高计算效率，为快速评估系统新能源消纳能力提供了有效途径。

Quantitative Evaluation Method of New Energy Absorption Capability Based on Probabilistic and Statistical Theory

The invention discloses a non-sequential quantitative evaluation method of new energy absorption capacity based on probability and statistics theory, including the following steps: step 1, establishing a non-sequential calculation model of new energy absorption capacity based on the system to be evaluated; step 2, calculating the probability distribution of new energy abandonment power; step 3, calculating the abandonment rate of new energy lambda, and completing the new energy absorption energy through the abandonment rate lambda of new energy. Quantitative evaluation of force. The quantitative evaluation method of the present invention can provide guidance for the practical work of dispatching and operation; the convolution calculation can avoid the repeated sampling and calculation process in the traditional Monte Carlo simulation method instead of the traditional time series simulation process, greatly improve the calculation efficiency without affecting the accuracy, and provide an effective way for rapid evaluation of the new energy absorption capacity of the system.

【技术实现步骤摘要】
基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法
本专利技术属于电力电网控制领域，特别涉及一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法。
技术介绍
目前，国内外学者已经针对新能源消纳能力展开了一系列研究，然而现有研究成果难以为实际电网调控运行工作提供参考，其原因主要有以下两方面：第一，现有研究多着眼于新能源装机建设规划及其与常规机组的最优发电计划，对实际运行中常规机组调峰率、自备电厂比例及直流外送计划等因素如何量化影响新能源消纳能力方面的研究则较少，对电力调度实际应用无法提出指导性建议；第二，目前大多数研究提出的算法均以基于蒙特卡洛模拟的时序仿真法作为基础，在实际计算中，反复的抽样和时序仿真较为费时，效率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法，以解决上述存在的技术问题。本专利技术的量化评估方法可为调度运行实际工作提供指导；利用卷积计算替代传统的时序仿真过程，可在不影响精度的情况下，提高运算效率。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法，包括以下步骤：步骤1，基于待评估系统建立新能源消纳能力的时序计算模型；新能源消纳能力Pn(t)的计算公式为：Pn(t)＝Pl,max(t)-Pg,min(t)式中，Pl,max(t)表示t时刻系统负荷，Pg,min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力；新能源弃电力Pn,ab(t)的计算公式为：式中，Pn,max(t)表示t时刻新能源最大理论出力，Pn(t)为系统t时刻的新能源消纳能力；步骤2，计算新能源弃电电力的概率分布；新能源弃电电力Pn,ab(t)概率分布函数fZ(z)由Pn,max(t)与Pn(t)的概率密度函数做卷积获得，表达式为：其中fX(x)表示Pn,max(t)的概率密度函数，fY(y)表示Pn(t)的概率密度函数；步骤3，计算新能源弃电率λ，通过新能源弃电率λ完成新能源消纳能力的量化评估；新能源弃电率λ计算公式为：式中，和分别表示Pn,ab(t)和Pn,max(t)的均值，二者分别通过其概率密度函数求得，计算公式为：式中fX(x)表示Pn,max(t)的概率密度函数，fY(y)表示Pn(t)的概率密度函数。进一步的，考虑常规机组调峰率β时，常规机组的最小技术出力的计算公式为：Pg,min(t)＝Pg,max(t)×(1-β)其中，Pg,min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力，Pg,max(t)表示t时刻常规机组最大技术出力，β为常规机组调峰率。进一步的，考虑常规机组调峰率β和自备电厂比例ω时，常规机组的最小技术出力的计算公式为：Pg,min(t)＝Pg,max(t)×(1-β)×(1-ω)+Pg,max(t)×ω其中，Pg,min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力，Pg,max(t)表示t时刻常规机组最大技术出力，β为常规机组调峰率，ω为自备电厂比例。进一步的，考虑常规机组调峰率β、自备电厂比例ω和直流中长期外送时，常规机组的最小技术出力的计算公式为：Pg,min(t)＝(Pl,max(t)+Pw)×(1+α)×(1-β)×(1-ω)+(Pl,max(t)+Pw)×(1+α)×ω其中，Pg,min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力，Pw为外送电力，Pl,max(t)表示t时刻系统负荷，α为系统的常规机组备用率，β为常规机组调峰率，ω为自备电厂比例。进一步的，考虑短期现货交易时，对火电最小技术出力没有影响。进一步的，还包括步骤4；步骤4，通过新能源消纳能力的量化评估及给定的目标参数，测算系统能接纳的新能源装机或系统需要的外送规模和调峰率。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术综合考虑了实际运行中常规机组调节特性及新能源装机占比等因素，在不影响计算精度的前提下，将新能源消纳能力评估简化为一个非时序计算问题，并建立了非时序计算模型；基于新能源理论出力及系统消纳空间的概率分布模型，利用卷积直接计算得到新能源消纳能力的概率分布模型。本专利技术的量化评估方法一方面避免了传统蒙特卡洛模拟方法中反复的抽样、计算的过程，另一方面利用卷积计算代替了传统的时域仿真过程，在不影响精度的前提下，大幅度提高计算效率。进一步的，通过本专利技术的方法，可建立基于调峰能力的无网络约束系统新能源消纳理论模型，和考虑自备电厂、直流外送的新能源消纳模型，通过对新能源出力特性的分析研究，可分析新能源装机、负荷、常规机组调峰率、自备电厂比例以及直流外送与新能源弃电率之间的关系，可以对实际电网调度计划工作中的运行参数进行统筹优化，得到有利于新能源消纳的电网运行方式。附图说明图1是本专利技术的量化评估方法中的新能源消纳理论示意框图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。请参阅图1，本专利技术的一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法，包括以下步骤：步骤1，基于待评估系统建立新能源消纳能力的时序计算模型；新能源消纳能力Pn(t)的计算公式为：Pn(t)＝Pl,max(t)-Pg,min(t)式中，Pl,max(t)表示t时刻系统负荷，Pg,min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力；新能源弃电力Pn,ab(t)的计算公式为：式中，Pn,max(t)表示t时刻新能源最大理论出力，Pn(t)为系统t时刻的新能源消纳能力；步骤2，计算新能源弃电电力的概率分布；Pn,max(t)仅与资源有关、Pn(t)仅与系统的负荷和开机方式有关，他们是相互独立的随机变量，根据概率理论，新能源弃电电力Pn,ab(t)概率分布函数fZ(z)由Pn,max(t)与Pn(t)的概率密度函数做卷积获得，表达式为：其中fX(x)表示Pn,max(t)的概率密度函数，fY(y)表示Pn(t)的概率密度函数。步骤3，计算新能源弃电率λ，通过新能源弃电率λ完成新能源消纳能力的量化评估；新能源弃电率λ计算公式为：式中，和分别表示Pn,ab(t)和Pn,max(t)的均值，二者分别通过其概率密度函数求得，计算公式为：式中fX(x)表示Pn,max(t)的概率密度函数，fY(y)表示Pn(t)的概率密度函数。步骤4，通过新能源消纳能力的量化评估及给定的目标参数，测算系统能接纳的新能源装机或系统需要的外送规模和调峰率。其中，考虑常规机组调峰率β时，常规机组的最小技术出力的计算公式为：Pg,min(t)＝Pg,max(t)×(1-β)其中，Pg,min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力，Pg,max(t)表示t时刻常规机组最大技术出力，β为常规机组调峰率。考虑常规机组调峰率β和自备电厂比例ω时，常规机组的最小技术出力的计算公式为：Pg,min(t)＝Pg,max(t)×(1-β)×(1-ω)+Pg,max(t)×ω其中，Pg,min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力，Pg,max(t)表示t时刻常规机组最大技术出力，β为常规机组调峰率，ω为自备电厂比例。考虑常规机组调峰率β、自备电厂比例ω和直流中长期外送时，常规机组的最小技术出力的计算公式为：Pg,min(t)＝(Pl,max(t)+Pw)×(1+α)×(1-β)×(1-ω)+(Pl,max(t)+Pw)×(1+α)×ω其中，Pg,mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于待评估系统建立新能源消纳能力的时序计算模型；新能源消纳能力Pn(t)的计算公式为：Pn(t)＝Pl，max(t)‑Pg，min(t)式中，Pl，max(t)表示t时刻系统负荷，Pg，min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力；新能源弃电力Pn，ab(t)的计算公式为：

【技术特征摘要】
1.一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于待评估系统建立新能源消纳能力的时序计算模型；新能源消纳能力Pn(t)的计算公式为：Pn(t)＝Pl，max(t)-Pg，min(t)式中，Pl，max(t)表示t时刻系统负荷，Pg，min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力；新能源弃电力Pn，ab(t)的计算公式为：式中，Pn，max(t)表示t时刻新能源最大理论出力，Pn(t)为系统t时刻的新能源消纳能力；步骤2，计算新能源弃电电力的概率分布；新能源弃电电力Pn，ab(t)概率分布函数fZ(z)由Pn，max(t)与Pn(t)的概率密度函数做卷积获得，表达式为：其中fX(x)表示Pn，max(t)的概率密度函数，fY(y)表示Pn(t)的概率密度函数；步骤3，计算新能源弃电率λ，通过新能源弃电率λ完成新能源消纳能力的量化评估；新能源弃电率λ计算公式为：式中，和分别表示Pn，ab(t)和Pn，max(t)的均值，二者分别通过其概率密度函数求得，计算公式为：式中fX(x)表示Pn，max(t)的概率密度函数，fY(y)表示Pn(t)的概率密度函数。2.根据权利要求1所述的一种基于概率统计理论的新能源消纳能力非时序量化评估方法，其特征在于，考虑常规机组调峰率β时，常规机组的最小技术出力的计算公式为：Pg，min(t)＝Pg，max(t)×(1-β)其中，Pg，min(t)表示t时刻常规机组最小技术出力，Pg，max(t)表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振宇，马晓伟，段乃欣，褚云龙，王智伟，王文倬，潘璐璐，张钢，苏彪，
申请(专利权)人：国家电网公司西北分部，
类型：发明
国别省市：陕西,61