一种多区域电力系统跨区支援时序生产模拟方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种多区域电力系统跨区支援时序生产模拟方法及系统，其中，所述方法包括：基于建立的常规机组出力模型和新能源出力序贯模型，根据常规机组信息和新能源机组信息随机生成多个所述多区域电力系统在任意时间序列的模拟出力场景作为跨区支援时序生产模拟的抽样场景；基于每个抽样场景，按照建立的联络线故障概率模型和联络线跨区支援模型对所述多区域电力系统进行时序生产模拟，确定联络线跨区输电结果和分区电量平衡结果。所述方法和系统同时考虑新能源、常规机组及联络线的随机性，对多区域电力系统进行时序生产模拟，实现了对多区域电力系统未来运行情况下新能源贡献出力的可靠性的模拟。贡献出力的可靠性的模拟。贡献出力的可靠性的模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种多区域电力系统跨区支援时序生产模拟方法及系统


[0001]本专利技术涉及多区域电力系统随机生产模拟领域,并且更具体地，涉及一种多区域电力系统跨区支援时序生产模拟方法及及系统。

技术介绍

[0002]电力系统随机生产模拟可计及负荷的随机波动和机组随机停运，模拟电力系统实际运行中的发电调度过程，计算失负荷指标，是可靠性评估的重要工具。目前已有多种成熟常用的电力系统随机生产模拟方法，包括半不变量法、频率
‑
持续时间法和等效电量函数法等，并在传统电力系统中得到了广泛应用。
[0003]在计及新能源的发电框架中进行生产模拟时，机组调度过程既要满足负荷的波动，又要考虑新能源的影响。在仅考虑新能源出力的随机性情况下，常规机组强迫停运的不确定性仍按照保留足够的事故备用模型来处理，可以有针对性的分析新能源影响下的系统电力电量平衡情况，通过多区域电力系统跨区支援模型，对区域间电力的输送能力进行随机模拟，充分发挥互联系统的联网效益，更加全面地对新能源消纳指标等进行评估。相比于当前按照保障出力参与电力平衡的确定性原则，这种随机方法可以提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多区域电力系统跨区支援时序生产模拟方法，其特征在于，所述方法包括：获取多区域电力系统的分区数据和联络线数据，以及每个分区中的常规机组信息和新能源机组信息；基于建立的常规机组出力模型和新能源出力序贯模型，根据所述常规机组信息和新能源机组信息随机生成多个所述多区域电力系统在任意时间序列的模拟出力场景，并将所述模拟出力场景作为跨区支援时序生产模拟的抽样场景；基于每个跨区支援时序生产模拟的抽样场景，按照建立的联络线故障概率模型和联络线跨区支援模型对所述多区域电力系统进行时序生产模拟，确定联络线跨区输电结果和分区电量平衡结果；根据每个跨区支援时序生产模拟的抽样场景的联络线跨区输电结果和分区电量平衡结果，计算考虑所述多区域电力系统保供和新能源消纳水平的概率评价指标并输出。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于每个跨区支援时序生产模拟的抽样场景，按照建立的联络线故障概率模型和联络线跨区支援模型对所述多区域电力系统进行时序生产模拟，确定联络线跨区输电结果和分区电量平衡结果，包括：步骤1、选择第n个跨区支援时序生产模拟的抽样场景，其中，1≤n≤N；步骤2、忽略跨区联络线作用，进行每个分区的新能源的独自电力平衡，确定各分区的第一电力盈余/缺口；步骤3、按照所述多区域电力系统常规机组利用小时均衡原则，确定每个分区的常规机组平均利用小时数，并结合所述第一电力盈余/第一电力缺口计算每个分区的第二电力盈余/缺口；步骤4、基于建立的联络线故障概率模型，随机生成所述多区域电力系统的联络线模拟故障结果；步骤5、考虑跨区联络线作用，根据所述联络线数据中的输电约束和所述联络线模拟故障结果，以及每个分区的第二电力盈余/第二电力缺口，采用建立的联络线跨区支援模型确定联络线跨区输电结果，并得到每个分区的最终电力盈余/缺口；步骤6、按照预先建立的分区内部出力规则，根据所述联络线跨区输电结果，确定每个分区的机组出力组合，所述机组出力组合即为分区电量平衡结果，其中，所述机组出力组合中包括常规机组和新能源机组中的至少一种；步骤7、根据每个分区的机组出力组合中的常规机组出力，设置的常规机组单位发电的能耗数据，以及常规机组使用能源的碳排放均值，计算每个分区的碳排放量；步骤8，令n=n+1，当n≤N时，转至步骤1，其中，N为生成的跨区支援时序生产模拟的抽样场景的总数量。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于建立的联络线故障概率模型，随机生成所述多区域电力系统的联络线模拟故障结果，包括：对于所述多区域电力系统的每个联络线，按照第n个跨区支援时序生产模拟的抽样场景的时间序列，基于建立的联络线故障概率模型随机生成所述联络线的联络线模拟故障数据，其中，所述联络线故障概率模型包括联络线故障次数概率模型和联络线故障状态维持时间概率模型，具体地:联络线故障出现的次数服从泊松分布，所述联络线故障次数概率模型的表达式为：
式中，k表示基于对应时间序列的历史故障数据确定的对应时间序列中出现的故障次数，λ表示基于对应时间序列的历史故障数据确定的对应时间序列的平均故障次数，P(X=k)表示基于对应时间序列的历史故障数据确定的对应时间序列中出现的故障次数为k时的概率；联络线故障状态维持时间服从指数分布，所述联络线故障状态维持时间概率模型f(x)和F(x)的表达式为：和F(x)的表达式为：和F(x)的表达式为：和F(x)的表达式为：式中，x表示基于对应时间序列的历史故障数据确定的对应时间序列的故障状态维持时间，f(x)表示故障状态维持时间分布的密度函数，F(x)表示故障状态维持时间分布的概率分布函数，θ表示分布的期望值， h表示基于对应时间序列的历史故障数据确定的对应时间序列的平均故障时长，SF表示所述联络线在所述多区域电力系统中的运行系数，EFOR表示等效强迫停运率，T表示对应时间序列的时长。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述考虑跨区联络线作用，根据所述联络线数据中的输电约束和所述联络线模拟故障结果，以及每个分区的第二电力盈余/第二电力缺口，采用建立的联络线跨区支援模型确定联络线跨区输电结果，其中，所述联络线跨区支援模型的目标函数以联络线有功损耗最小，并叠加存在电力缺口的分区的功率偏差的平方得到，所述目标函数的表达式为：式中，P
EX —— 联络线功率安排向量；P
ZN ——分区的受入外来功率安排向量；N
EX ——联络线数量；N
ZN
——分区的数量；P
EX.i ——第i个联络线的功率安排值，定义送端流向受端为正方向；P
ZN.i ——第i个分区受入外来功率的数值；D
ZN.i ——第i个分区的供电缺口，该值大于零表示存在缺口，小于零表示对外支援的能力；k
i
——第i个联络线功率项的系数，取 1.0，当电阻及联络线电压已知时可取R/U2；所述目标函数需满足的等式约束，即每个分区受入的功率为与其相关各联络线安排功率之和，所述等式表达式如下：
式中，j表示所述多区域电力系统中与第i个分区连接的第j条联络线；所述目标函数还需满足不等式约束，即每个联络线的输送功率受到正向和反向限额红豆，每个分区的受入功率受到分区电力缺口的约束，所述不等式的表达式如下：所述不等式的表达式如下：式中， P
EXi.pos —— 第i个联络线的正向输送功率上限； P
EXi.neg ——第i个联络线的反向输送功率上限； D
i ——第i个分区的电力缺口，当 D
i
大于0时，表示存在缺口，当 D
i
小于0时，表示存在电力冗余；对于所述存在等式约束和不等式约束的目标函数，通过引入拉格良日乘子，得到消去所述等式约束的目标函数表达式；根据拉格朗日极值条件，生成消去所述等式约束的目标函数表达式的线性方程，并采用选主元的消去法对所述线性方程求解；当所述线性方程的解全部在预先设置的约束范围内，且满足所述不等式约束时，将所述线性方程的解确定为所述多区域电力系统的联络线跨区输电结果。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，按照预先建立的分区内部出力规则，根据所述联络线跨区输电结果，确定每个分区的机组出力组合，其中，所述分区内部出力规则包括：根据所述联络线跨区输电结果，对于需要跨区输出电力的分区中的常规机组和新能源机组，优先安排零碳机组出力；当存在抽水蓄能时，综合安排零碳机组和抽水蓄能出力；当上述出力不能满足跨区输出电力要求时，安排火电出力，其中，火电出力中的燃气机组和燃煤机组为竞争关系，按照利用小时数相等原则进行安排。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张彦涛，施浩波，潘蓉，樊宇琦，丁保迪，秦晓辉，张媛媛，许彦平，刘宏志，白婕，赵明欣，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：