一种电能量与爬坡备用的联合出清方法及终端技术

本发明专利技术公开了一种电能量与爬坡备用的联合出清方法及终端，包括收集新能源的历史出力数据，并分析所述历史出力数据的偏差概率分布情况；根据所述偏差概率分布情况，量化新能源可信出力区间；基于所述新能源可信出力区间确定所需爬坡容量；将所述爬坡容量纳入安全约束，开展电能量与爬坡备用的联合出清。本发明专利技术通过对新能源的历史出力数据进行偏差概率分析，量化新能源的可信出力区间，进而确定新能源所需爬坡服务容量，引入安全约束对爬坡容量进行分析，进而开展电能量与爬坡备用的联合出清，满足新能源的市场调节需求，在实现安全保供的基础上，提高出清结果经济性。提高出清结果经济性。提高出清结果经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种电能量与爬坡备用的联合出清方法及终端


[0001]本专利技术涉及电力市场设计
，尤其是涉及一种电能量与爬坡备用的联合出清方法及终端。

技术介绍

[0002]随着新型电力系统的不断推进，以风能和太阳能为代表的清洁能源将成为新型电力系统的电能量主体，大规模的接入对我国电力市场在平衡能力、安全保供方面提出了新的要求。由于新能源出力具备强波动性与不确定性，其规模化接入将导致系统供需不平衡、大规模弃风弃光以及安全成本的大幅提升，极大影响电力系统的安全保供能力。因此，建立适应新能源参与的市场交易与出清模式，满足新能源规模化接入所带来的安全及经济方面问题，是我国现行电力市场建设所面临的重要问题。
[0003]关于新能源参与日前市场交易，国内外相关学者开展了相关研究，如提出了适应新能源的电能量与调频备用等的联合运营方式。然而，传统的调频和备用等辅助服务主要为应对用户侧小范围负荷波动以及机组突然故障等，无法完全满足以新能源为主体的新型电力系统对灵活调节的相关需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种电能量与爬坡备用的联合出清方法及终端，提高日前现货市场出清结果的经济性与安全性。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种电能量与爬坡备用的联合出清方法，包括步骤：
[0007]S1、收集新能源的历史出力数据，并分析所述历史出力数据的偏差概率分布情况；
[0008]S2、根据所述偏差概率分布情况，量化新能源可信出力区间；
[0009]S3、基于所述新能源可信出力区间确定所需爬坡容量；
[0010]S4、将所述爬坡容量纳入安全约束，开展电能量与爬坡备用的联合出清。
[0011]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案为：
[0012]一种电能量与爬坡备用的联合出清终端，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器在执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0013]S1、收集新能源的历史出力数据，并分析所述历史出力数据的偏差概率分布情况；
[0014]S2、根据所述偏差概率分布情况，量化新能源可信出力区间；
[0015]S3、基于所述新能源可信出力区间确定所需爬坡容量；
[0016]S4、将所述爬坡容量纳入安全约束，开展电能量与爬坡备用的联合出清。
[0017]本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供一种电能量与爬坡备用的联合出清方法及终端，通过对新能源的历史出力数据进行偏差概率分析，量化新能源的可信出力区间，进而确定新能源所需爬坡服务容量，引入安全约束对爬坡容量进行分析，进而开展电能量与爬坡备用的联合出清，满足新能源的市场调节需求，在实现安全保供的基础上，提高出清结果经
济性。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例的一种电能量与爬坡备用的联合出清方法的流程图；
[0019]图2为本专利技术实施例的一种电能量与爬坡备用的联合出清方法在预设置信区间下的爬坡容量需求图；
[0020]图3是本专利技术实施例的一种电能量与爬坡备用的联合出清终端的结构示意图。
[0021]标号说明：
[0022]1、一种电能量与爬坡备用的联合出清终端；2、存储器；3、处理器。
具体实施方式
[0023]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
[0024]请参照图1及图2，一种电能量与爬坡备用的联合出清方法，包括步骤：
[0025]S1、收集新能源的历史出力数据，并分析所述历史出力数据的偏差概率分布情况；
[0026]S2、根据所述偏差概率分布情况，量化新能源可信出力区间；
[0027]S3、基于所述新能源可信出力区间确定所需爬坡容量；
[0028]S4、将所述爬坡容量纳入安全约束，开展电能量与爬坡备用的联合出清。
[0029]由上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：通过对新能源的历史出力数据进行偏差概率分析，量化新能源的可信出力区间，进而确定新能源所需爬坡服务容量，引入安全约束对爬坡容量进行分析，进而开展电能量与爬坡备用的联合出清，满足新能源的市场调节需求，在实现安全保供的基础上，提高出清结果经济性。
[0030]进一步地，所述步骤S1具体为：
[0031]收集新能源的历史出力数据，依据数理统计方法，量化新能源的波动水平，得到新能源偏差序列如下公式(1)：
[0032]X＝[X1,X2…
X
t
…
X
T
]ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)；
[0033]其中，X
t
为时段t下新能源的出力偏差，T为时段总数。
[0034]由上述描述可知，由于新能源出力具备很强的波动性与不确定性，需要提供一定容量的爬坡备用服务，以满足电网安全运行，故而在此之前，需要先收集新能源的历史出力数据，依据数量统计方法先量化新能源的波动水平，得到新能源的偏差序列，为后续根据偏差序列以量化新能源的可信出力区间提供基础。
[0035]进一步地，所述步骤S2具体为：
[0036]S21、得到所述新能源偏差序列X后，设预测误差的概率密度函数为f(x)，则在任意预测误差点x处的核密度估计为：
[0037][0038]其中，s为所述新能源偏差序列的样本容量，h为核密度的窗宽，K(u)为核密度函
数，其分布情况满足
[0039]S22、对预设置信度下的预测误差的可信区间范围进行估计，根据公式(2)确定的所述概率密度函数f(x)得到其对应的累计概率分布函数F(x)：
[0040][0041]S23、在给定所述预设置信度下，采用最小区间法，构建最小概率区间模型，确定最低运行费用下的新能源可信出力区间：
[0042][0043]其中，1
‑
ε为电力系统所需的所述预设置信度，[x1,x2]即为1
‑
ε置信度下的所述新能源可信出力区间。
[0044]由上述描述可知，考虑新能源出力的不确定性，根据新能源的偏差概率分布情况——即新能源的偏差序列，引入核密度函数先对误差进行预测，得到预测误差的概率密度函数后，引入预设置信度，确保在预设置信度下对预测误差的可信区间范围是可以进行估计的，同时对概率密度函数进行积分和最小区间法计算，构建最小概率区间模型，最终确定得到最低运行费用下的新能源可信出力区间，有效提高出清的经济性。
[0045]进一步地，所述步骤S3具体为：
[0046]基于所述新能源可信出力区间，引入爬坡辅助服务，确定爬坡容量的计算公式：
[0047][0048]其中，R
u,t
和R
d,t
分别为时段t内所需的上行爬坡容量和下行爬坡容量，R
u
(x2‑
x
t
)和R
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电能量与爬坡备用的联合出清方法，其特征在于，包括步骤：S1、收集新能源的历史出力数据，并分析所述历史出力数据的偏差概率分布情况；S2、根据所述偏差概率分布情况，量化新能源可信出力区间；S3、基于所述新能源可信出力区间确定所需爬坡容量；S4、将所述爬坡容量纳入安全约束，开展电能量与爬坡备用的联合出清。2.根据权利要求1所述的一种电能量与爬坡备用的联合出清方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：收集新能源的历史出力数据，依据数理统计方法，量化新能源的波动水平，得到新能源偏差序列如下公式(1)：X＝[X1,X2…
X
t
…
X
T
]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)；其中，X
t
为时段t下新能源的出力偏差，T为时段总数。3.根据权利要求2所述的一种电能量与爬坡备用的联合出清方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：S21、得到所述新能源偏差序列X后，设预测误差的概率密度函数为f(x)，则在任意预测误差点x处的核密度估计为：其中，s为所述新能源偏差序列的样本容量，h为核密度的窗宽，K(u)为核密度函数，其分布情况满足S22、对预设置信度下的预测误差的可信区间范围进行估计，根据公式(2)确定的所述概率密度函数f(x)得到其对应的累计概率分布函数F(x)：S23、在给定所述预设置信度下，采用最小区间法，构建最小概率区间模型，确定最低运行费用下的新能源可信出力区间：其中，1
‑
ε为电力系统所需的所述预设置信度，[x1,x2]即为1
‑
ε置信度下的所述新能源可信出力区间。4.根据权利要求3所述的一种电能量与爬坡备用的联合出清方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：基于所述新能源可信出力区间，引入爬坡辅助服务，确定爬坡容量的计算公式：其中，R
u,t
和R
d,t
分别为时段t内所需的上行爬坡容量和下行爬坡容量，R
u
(x2‑
x
t
)和R
d
(x
t
‑
x1)分别为时段t内由于新能源侧出力波动所需的上行爬坡容量和下行爬坡容量，R
u,y
和
R
d,y
分别为时段t内由于负荷侧波动所需的上行爬坡容量和下行爬坡容量。5.根据权利要求4所述的一种电能量与爬坡备用的联合出清方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：S41、将所述爬坡容量纳入安全约束，开展电能量与爬坡备用的联合出清，得到出清结果兼顾安全性与经济型的目标函数如下：其中，F
g
和F
s
分别为常规机组g的运行成本及启停成本，C
gr+
和C
gr
‑
分别为常规机组g的上行爬坡成本和下行爬坡成本，N
G
为常规机组的数量，P
g,t
和U
g,t
分别为常规机组g在时段t的出力及运行状态；所述安全约束包括系统负荷平衡约束、线路潮流约束、系统爬坡备用容量约束、常规机组约束和新能源机组约束；S41.a、所述系统负荷平衡约束计算如下：其中，P
w,t
为新能源机组w在时段t内的出力，D
t
为时段t的系统总负荷，N
W
为新能源机组的数量；S41b、所述线路潮流约束的计算如下：其中，P
l,max
为线路l的潮流传输极限，G
l,g
和G
l,w
分别为常规机组g和新能源机组w所在节点对线路l的输出功率转移分布因子，G
l,D
为负荷所在节点对线路l的输出功率转移分布因子，N
D
为负荷的数量；S41c、所述系统爬坡备用容量约束的计算如下：其中，R
ug,t,max
和R
dg,t,max
分别为常规机组g在时段t内可提供的最大上行备用容量和最大下行备用容量；S41d、所述常规机组约束的计算如下：S41d、所述常规机组约束的计算如下：S41d、所述常规机组约束的计算如下：
其中，U
g,t
＝0表示常规机组g为停机状态，U
g,t
＝1表示常规机组g为启动状态，P
g,t,min
和P
g,t,max
分别为常规机组g在时段t内的最小出力和最大出力，P
g,t,down
和P
g,t,up
分别为常规机组g在时段t内的上行爬坡约束和下行爬坡约束，R
ug,t
和R
dg,t
分别为常规机组g在时段t内的上行备用容量与下行备用容量，Δt为两相邻时段的时间间隔；S41e、所述新能源机组约束的计算如下：0≤P
w,t
≤U
w,t
P
w,t,max
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)；其中，P
w,t,max
为新能源机组w在时段t内的最大出力，U
w,t
为新能源机组w的启停状态，停机状态时U
w,t
＝0，启动状态时U
w,t
＝1。6.一种电能量与爬坡备用的联合出清终端，其特征在于，包括存储器、处理器和存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序...

【专利技术属性】
技术研发人员：王良缘，王雪晶，林芬，李庆伟，刘琦，
申请(专利权)人：福建电力交易中心有限公司，
类型：发明
国别省市：