一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法技术方案

本发明专利技术提供了一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，获取储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷日前出力预测数据；将数据进行运算、采样和一阶差分处理，得到系统灵活性供给和灵活性需求的波动时间序列；从系统出力供需平衡的角度，求得向上调节和向下调节的供需灵活性评估指标，从系统调峰供给能力不足和可再生能源消纳能力不足两个方面求得该工况数据下的灵活性评估指标，改变气象条件以及储能和可再生能源机组容量等数据，得到不同影响因素条件下，系统的灵活变化情况。本发明专利技术能够实现定量估算且具有广泛适用性。用性。用性。

【技术实现步骤摘要】
一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法


[0001]本专利技术属于高比例可再生能源电网
，具体涉及一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]随着光伏等可再生能源的快速发展，减少了传统火力发电造成的环境污染与能源消耗。但同时，可再生能源规模的扩大也造成了常规电源占比的降低，减少了电网的可调资源。在可再生能源并网的过程中，一方面由于光伏等电源几乎不具备主动的灵活性的调节能力，其出力的波动性增加了电网的调峰需求，导致电网运行灵活性下降；另一方面，可再生能源具有出力随机性的特点，在其出力高峰期，由于系统消纳能力有限,还会造成弃光等电能浪费。为应对上述挑战，一方面应进一步深挖现有资源调节潜力，通过常规电源灵活优化充分发挥其调节能力；另一方面采用储能等新型调控手段丰富扩展电网调节措施，满足电网灵活性需求。这使得对高比例可再生能源电网的灵活性进行定量评估变得非常必要。
[0004]目前关于高比例可再生能源电网调峰灵活性评估已有所研究，常见的评估方法大多从某一角度对系统的灵活性进行估算和研究，如机组静态参数、机组调节范围或线路传输容量等。据专利技术人了解，这种评估方式往往会造成评估结果较为保守且不具有动态实时性。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决上述问题，提出了一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，本专利技术从系统出力的实时供需平衡关系角度出发，在研究出力供给小于需求时系统灵活性调峰能力不足情况的基础上，创新性的将出力供给大于需求时系统可再生能源消纳不足的期望计算纳入灵活性评估的范畴，实现定量估算。
[0006]根据一些实施例，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，包括以下步骤：
[0008]获取储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷日前出力预测数据，对数据进行预处理，得到系统灵活性供给和灵活性需求的波动时间序列；
[0009]从系统出力供需平衡的角度，求得向上调节和向下调节的供需灵活性评估指标，从系统调峰供给能力不足和可再生能源消纳能力不足两个方面计算相应工况数据下的灵活性评估指标，根据评估指标确定该工况下的调峰灵活性；
[0010]依次改变储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷中一项数据，重复上述步骤，确定不同影响因素条件下，系统灵活性的变化情况，得到不同工况下的调峰灵活性评估结果。
[0011]作为可选择的实施方式，获取储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷
日前出力预测数据的具体过程包括：
[0012]对目标区域的高比例可再生能源电网的气象情况，以及发电机组、储能机组、可再生能源机组和负荷日前出力数据进行采集，通过对数据进行曲线拟合和聚类处理，筛选出典型工况下的各类型机组及负荷出力曲线。
[0013]作为进一步的限定，将储能机组和可调节发电机组出力加和得到灵活性供给曲线；将负荷出力和可再生能源机组出力做差得到净负荷出力曲线，即为灵活性需求曲线。
[0014]作为可选择的实施方式，对数据进行预处理的过程包括：
[0015]对系统出力供给曲线进行设定长度时间尺度采样和一阶差分处理，得到系统单位时间的上调和下调灵活性供给；
[0016]对系统净负荷出力曲线，即系统出力需求曲线进行采样和一阶差分，得到系统净负荷的波动功率时间序列，按其功率方向分解为系统单位时间上调灵活性需求和下调灵活性需求。
[0017]作为可选择的实施方式，所述供需灵活性评估指标的计算过程包括根据系统灵活性供给和需求的出力时间序列，经过一阶差分计算，得到单位时间内系统灵活性供给和需求的波动时间序列，从系统处理供需平衡角度，计算供需灵活性评估指标ΔP：
[0018][0019]其中ΔP
s,up
为系统单位时间上调灵活性供给，ΔP
d,up
为单位时间上调灵活性需求，ΔP
s,down
为系统单位时间下调灵活性供给，ΔP
d,down
为单位时间下调灵活性需求，ΔP
net
为系统净负荷的波动功率时间序列。
[0020]作为可选择的实施方式，所述灵活性评估指标包括可再生能源消纳不足期望、调峰缺额期望和灵活性不足概率。
[0021]作为进一步的限定，所述可再生能源消纳不足期望的计算过程包括：根据系统出力的实时供需关系，选取功率供给大于需求的出力段，从灵活性功率盈余角度，计算可再生能源消纳不足期望。
[0022]作为进一步的限定，所述调峰缺额期望的计算过程包括：根据系统调峰灵活性供给小于灵活性需求的出力段,计算供需灵活性评估指标小于零时各出力段的功率缺额，反映系统灵活性空缺的严重程度。
[0023]作为进一步的限定，所述灵活性不足概率的计算过程包括：根据系统调峰灵活性供给小于灵活性需求的出力段,计算供需灵活性评估指标小于零时各出力段在总出力段种所占的比例，以出现调峰灵活性不足的概率反映系统运行的稳定与动态平衡情况。
[0024]一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估系统，包括：
[0025]数据获取模块，被配置为获取储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷日前出力预测数据，对数据进行预处理，得到系统灵活性供给和灵活性需求的波动时间序列；
[0026]评估指标计算模块，被配置为从系统出力供需平衡的角度，求得向上调节和向下调节的供需灵活性评估指标，从系统调峰供给能力不足和可再生能源消纳能力不足两个方面计算相应工况数据下的灵活性评估指标，根据评估指标确定该工况下的调峰灵活性；
[0027]迭代计算模块，被配置为依次改变储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷中一项数据，重新触发上述模块，确定不同影响因素条件下，系统灵活性的变化情况，得到不同工况下的调峰灵活性评估结果。
[0028]一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法中的步骤。
[0029]一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法中的步骤。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0031](1)本专利技术从系统出力实时的供需平衡关系角度出发，既考虑供小于求时的系统调峰能力不足问题，又考虑供大于求时可再生能源消纳不足的弃光浪费，对系统的灵活性评估更具有实效性和全面性；
[0032](2)本专利技术提出的方法既可以研究不同气象条件和可再生能源机组占比对系统供需灵活性的影响情况，又可以参考系统的灵活性不足及盈余量值估算结果设置约束条件，进行储能系统的类型与容量优化配置策略研究。
[0033](3)本专利技术所提出的灵活性评估方法基于电网实测数据进行计算分析，保证了评估结论的真实有效性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，其特征是：包括以下步骤：获取储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷日前出力预测数据，对数据进行预处理，得到系统灵活性供给和灵活性需求的波动时间序列；从系统出力供需平衡的角度，求得向上调节和向下调节的供需灵活性评估指标，从系统调峰供给能力不足和可再生能源消纳能力不足两个方面计算相应工况数据下的灵活性评估指标，根据评估指标确定该工况下的调峰灵活性；依次改变储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷中一项数据，重复上述步骤，确定不同影响因素条件下，系统灵活性的变化情况，得到不同工况下的调峰灵活性评估结果。2.如权利要求1所述的一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，其特征是：获取储能机组、可调节发电机组、可再生能源机组和负荷日前出力预测数据的具体过程包括：对目标区域的高比例可再生能源电网的气象情况，以及发电机组、储能机组、可再生能源机组和负荷日前出力数据进行采集，通过对数据进行曲线拟合和聚类处理，筛选出典型工况下的各类型机组及负荷出力曲线。3.如权利要求1所述的一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，其特征是：将储能机组和可调节发电机组出力加和得到灵活性供给曲线；将负荷出力和可再生能源机组出力做差得到净负荷出力曲线，即为灵活性需求曲线。4.如权利要求1所述的一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，其特征是：对数据进行预处理的过程包括：对系统出力供给曲线进行设定长度时间尺度采样和一阶差分处理，得到系统单位时间的上调和下调灵活性供给；对系统净负荷出力曲线，即系统出力需求曲线进行采样和一阶差分，得到系统净负荷的波动功率时间序列，按其功率方向分解为系统单位时间上调灵活性需求和下调灵活性需求。5.如权利要求1所述的一种含高比例可再生能源系统的调峰灵活性评估方法，其特征是：所述供需灵活性评估指标的计算过程包括根据系统灵活性供给和需求的出力时间序列，经过一阶差分计算，得到单位时间内系统灵活性供给和需求的波动时间序列，从系统处理供需平衡角度，计算供需灵活性评估指标ΔP：其中ΔP
s,up
为系统单位时间上调灵活性供给，ΔP
d,up
为单位时间上调灵活性需求，ΔP
s,down
...

【专利技术属性】
技术研发人员：鉴庆之，孙东磊，王超凡，赵龙，李文升，郑志杰，刘晓明，冯亮，陈博，刘冬，孙毅，石冰珂，王宪，刘蕊，杨思，曹相阳，王男，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：