基于盲数理论的规划目标年电力盈亏评估方法技术

本发明专利技术是一种基于盲数理论的规划目标年电力盈亏评估方法，其特点是，采用盲数理论表征和刻画新能源电源以及用电负荷的不确定性，建立各类电源和负荷的盲数模型，进一步构建出基于盲数理论的规划目标年电力盈亏盲数模型，既能解决由于新能源风光电源和用电负荷具有的波动性和不确定性，又能解决在研究规划目标年含有大规模新能源电源并网的电力系统电力盈亏问题过程中，存在的对于新能源电源参与电力平衡的容量考虑不足、新能源电源的容量置信度不清晰的问题，具有方法具有科学合理，适用性强，效果佳等优点。效果佳等优点。效果佳等优点。

【技术实现步骤摘要】
基于盲数理论的规划目标年电力盈亏评估方法


[0001]本专利技术涉及电力系统中的电源规划领域，是一种基于盲数理论的规划目标年电力盈亏评估方法。

技术介绍

[0002]评估当前及未来时段电网备用情况是否充足、电力供应盈亏情况是进行电网电力平衡评估的主要内容和重要意义，是进行电力系统规划问题和系统设计方案的重要基础。对于规划期内电网电力平衡的准确评估有利于校验系统电源和电网规划方案的合理性，保证系统的可靠性，其关系着整个电力系统的安全稳定运行，并影响着工业生产和电力事业的发展。由于新能源风光电源和用电负荷具有的波动性和不确定性，在研究规划目标年含有大规模新能源电源并网的电力系统电力盈亏问题时，存在对于新能源电源参与电力平衡的容量考虑不足，新能源电源的容量置信度不清晰等问题。迄今未见与本
技术实现思路
相同的文献报道和实际使用。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是，克服现有技术的不足，建立一种能够克服由于新能源电源参与电力平衡的容量考虑不足，新能源电源的容量置信度不清晰等问题的基于盲数理论的规划目标年电力盈亏评估方法。
[0004]实现本专利技术的目的采用的技术方案是，一种基于盲数理论的规划目标年电力盈亏评估方法，其特征是，包括以下内容：
[0005]1)建立不确定因素的盲数模型
[0006]新能源电源和用电负荷都具有随机性和不确定性，其在目标年的取值并不总是固定为某一定值，而是常常在某几个取值区间内波动分布，并且各区间内的置信度值并不完全相同，盲数理论能够通过实际情况估计出新能源电源输出功率或负荷在范围内每个区间出现概率，并建立盲数模型，这样就将每种因素的“强”不确定性，转化为置信区间和置信度的“弱”不确定性，
[0007]建立不确定性信息的盲数模型为：
[0008]①
划分不确定性变量的盲数区间
[0009]设α∈[0,1]，其中则称为盲数，其表达式为式(1)：
[0010][0011]式中，x为变量，x
i
为一个置信区间，a
i
为一种置信区间x
i
下的置信度，α为的总置信度，m为的阶数；
[0012]②
构造判断矩阵
[0013]判断矩阵分析法用于权重系数的判别与确定，将专家经验与定量分析相结合的决策分析方法应用于盲数理论，通过对各因素的变化区间进行两两比较，得到判断矩阵，计算出各因素的权重系数，即得到各个区间的置信度值，相比于采用9标度法，采用9/9
‑
9/1标度法得到的相对权值差好，人的判断会更加准确；
[0014]③
确定盲数区间的置信度值
[0015]专家通过利用9/9
‑
9/1标度法对各区间两两比较，根据负荷所在各区间的置信度值来确定判断矩阵的元素值，然后计算判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，对判断矩阵进行一致性检验，一致性指标CR<0.1则认为判断矩阵的一致性能够接受，然后对特征向量进行归一化，得到所求元素的权重系数，即盲数模型中各盲数区间的置信度值；
[0016]2)建立基于盲数理论的规划目标年电力盈亏盲数模型
[0017]根据盲数理论建立各类电源和负荷的盲数模型：
[0018]①
建立负荷盲数模型：
[0019]由于负荷变化具有随机性，将电力需求年平均增长率按高、中、低速三种增长模式确定负荷需求，即高负荷增速为10.5％，中负荷增速为9％，低负荷增速为7.5％，建立负荷三阶盲数模型，各区间置信度由判断矩阵法求取，采用9/9
‑
9/1标度法代替9标度法得到判断矩阵，根据矩阵论知识，求取负荷各变化区间的置信度值，从而得到负荷的三阶盲数模型为式(2)，用于求取各区间置信度的判断矩阵J
p
为式(3)：
[0020][0021][0022]式中，P0为当前年负荷最大值；α
l.1
‑
α
l.3
为负荷各变化区间对应的置信度值；x
l
为负荷置信区间，J
p
为负荷盲数的判断矩阵；
[0023]②
建立风电盲数模型
[0024]风电具有随机性、间歇性不确定性，且根据新能源电源输出功率的长期波动特性研究知，单个风电场输出功率值最大能达到其额定装机容量值，但随着覆盖面积更广阔、更多的风电场逐渐参与聚合并网，使得大规模风电总功率的同时率随着装机容量的增大而逐渐低于100％，即大规模风电发电总功率值低于总装机容量值，因此，类比负荷盲数模型，根据风电持续功率曲线值确定风电功率总波动变化范围，按四等分均分功率区间，且根据各区间内对应持续时间的长度与总时间的比值作为各个区间的置信度，从而建立风电四阶盲数模型为式(4)、式(5)：
[0025][0026]P
Δ
＝P
W.max
‑
P
W.min
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0027]式中，P
W.max
、P
W.min
为风电能够发出功率最大值和最小值，x
w
为风电置信区间，P
Δ
为风电功率总波动变化范围，α
w.1
,α
w.2
,...,α
w.4
为风电功率各变化区间对应的置信度；
[0028]③
建立光伏盲数模型
[0029]同风电发电相似的是，光伏发电功率亦存在随机性、间歇性特点，单个光伏电站最大发电功率能够达到其额定容量，大规模光伏电站接入电网后输出功率最大值亦小于总装机容量，且由于光伏夜间不发电，其输出功率最小值为0，因此，类比于风电盲数模型，基于设定光伏规划建设容量新能源发电功率长期波动特性预测方法预测得到其输出功率长期波动特性曲线，得到其各变化区间和置信度值，从而建立光伏四阶盲数模型为式(6)：
[0030][0031]式中，P
PV.max
、P
PV.min
为光伏发电功率最大值和最小值；x
w
为风电置信区间；
ɑ
pv.1,
ɑ
pv.2,...,
ɑ
pv.4为光伏各发电功率区间对应的置信度；
[0032]④
建立火电水电盲数模型
[0033]水电火电是常规调节性电源，其输出功率受季节性影响，水电存在枯水期、平水期和丰水期，火电存在供暖期和非供暖期，因此根据数据统计年最大负荷所在月份情况，判断水电火电输出功率情况，按照盲数形式表征水电、火电的发电模型分别为式(7)、式(8)：
[0034][0035][0036]式中，x
th
、x
td
分别为火电、水电置信区间；α
th
、α
td
分别为火电、水电利用率，由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于盲数理论的规划目标年电力盈亏评估方法，其特征是，包括以下内容：1)建立不确定因素的盲数模型新能源电源和用电负荷都具有随机性和不确定性，其在目标年的取值并不总是固定为某一定值，而是常常在某几个取值区间内波动分布，并且各区间内的置信度值并不完全相同，盲数理论能够通过实际情况估计出新能源电源输出功率或负荷在范围内每个区间出现概率，并建立盲数模型，这样就将每种因素的“强”不确定性，转化为置信区间和置信度的“弱”不确定性，建立不确定性信息的盲数模型为：
①
划分不确定性变量的盲数区间设α∈[0,1]，其中则称为盲数，其表达式为式(1)：式中，x为变量，x
i
为一个置信区间，a
i
为一种置信区间x
i
下的置信度，α为的总置信度，m为的阶数；
②
构造判断矩阵判断矩阵分析法用于权重系数的判别与确定，将专家经验与定量分析相结合的决策分析方法应用于盲数理论，通过对各因素的变化区间进行两两比较，得到判断矩阵，计算出各因素的权重系数，即得到各个区间的置信度值，相比于采用9标度法，采用9/9
‑
9/1标度法得到的相对权值差好，人的判断会更加准确；
③
确定盲数区间的置信度值专家通过利用9/9
‑
9/1标度法对各区间两两比较，根据负荷所在各区间的置信度值来确定判断矩阵的元素值，然后计算判断矩阵的最大特征值及其对应的特征向量，对判断矩阵进行一致性检验，一致性指标CR<0.1则认为判断矩阵的一致性能够接受，然后对特征向量进行归一化，得到所求元素的权重系数，即盲数模型中各盲数区间的置信度值；2)建立基于盲数理论的规划目标年电力盈亏盲数模型根据盲数理论建立各类电源和负荷的盲数模型：
①
建立负荷盲数模型：由于负荷变化具有随机性，将电力需求年平均增长率按高、中、低速三种增长模式确定负荷需求，即高负荷增速为10.5％，中负荷增速为9％，低负荷增速为7.5％，建立负荷三阶盲数模型，各区间置信度由判断矩阵法求取，采用9/9
‑
9/1标度法代替9标度法得到判断矩阵，根据矩阵论知识，求取负荷各变化区间的置信度值，从而得到负荷的三阶盲数模型为式(2)，用于求取各区间置信度的判断矩阵J
p
为式(3)：
式中，P0为当前年负荷最大值；α
l.1
‑
α
l.3
为负荷各变化区间对应的置信度值；x
l
为负荷置信区间，J
p
为负荷盲数的判断矩阵；
②
建立风电盲数模型风电具有随机性、间歇性不确定性，且根据新能源电源输出功率的长期波动特性研究知，单个风电场输出功率值最大能达到其额定装机容量值，但随着覆盖面积...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖白，李克，张节潭，杨森林，苟晓侃，刘金山，王学斌，
申请(专利权)人：国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：