一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法和系统技术方案

本发明专利技术提出了一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法和系统，该方法为：获取全网用电负荷和新能源出力数据，根据新能源出力数据和同期装机容量计算各新能源实际出力系数集；在同季节同时段下，分别按照第一方式和第二方式从新能源实际出力系数集中筛选出第一样本和第二样本，计算第一样本和第二样本在预设置信概率下第一保证出力系数和第二保证出力系数；第一方式为先确定负荷阈值筛选出样本日，在样本日中筛选时段；第二方式为确定筛选时段和负荷阈值；计算第一保证出力系数和第二保证出力系数的加权值作为置信出力比例。基于该方法，还提出了一种新能源参与电力平衡的置信出力计算系统，本发明专利技术能够为新能源如何参与电力平衡提供具体指导。电力平衡提供具体指导。电力平衡提供具体指导。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法和系统


[0001]本专利技术属于供电
，特别涉及一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法和系统。

技术介绍

[0002]近年来，风电、光伏发电等新能源快速发展，其发电出力占全网用电负荷的比重逐步增高，但其波动性、随机性强，现有技术条件下尚不能形成稳定供电能力，且受“晚峰无光”“极热无风”等特性影响，新能源发电出力与负荷高峰存在天然的匹配时差，给其他机组和电网适应性带来了更大的挑战。光伏出力特性呈“半包络”形状，午间最大出力可达装机的70％
‑
80％，但受气象条件影响较大，阴天情况下对负荷支撑作用将大幅下降；风电出力波动性更强，且无明显规律，受季节等因素影响较大，对负荷高峰的支撑可信度较差。
[0003]随着新能源大规模发展，其纳入电力平衡的原则越来越受到大家的关注，但是各地资源条件、新能源发展等都存在较大差异，很难约定具体的参与平衡比例。GB/T 38969
‑
2020《电力系统技术导则》指出，“应充分考虑新能源装机出力的随机性、间歇性特征，结合新能源功率预测，以安全可靠、经济高效为基本原则，将新能源装机纳入电力电量平衡；新能源发电出力宜以适当比例参与电力平衡计算”。但鉴于各地实际情况的差异性，导则也没有明确具体比例以及具体计算方法，目前也尚无针对新能源参与电力平衡的适当比例及计算方法的研究。以往更多地考虑新能源出力不确定性对供应安全的影响，往往以经验值、极低的出力系数作为新能源纳入电力平衡的比例，但与新能源实际出力水平偏差较大，也越来越难以满足新型电力系统建设的需要。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法和系统，统筹了安全可靠和经济高效的关系，能够为新能源如何参与电力平衡提供具体指导，为大规模新能源接入背景下的电力安全可靠供应提供重要基础。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法，包括以下步骤：
[0007]获取历史全网用电负荷和新能源出力数据，根据所述新能源出力数据和同期装机容量计算各新能源实际出力系数集；
[0008]在同一季节同一时段下，分别按照第一种方式和第二种方式从新能源实际出力系数集中筛选出第一样本和第二样本，计算第一样本在预设置信概率下的第一保证出力系数；以及计算第二样本在预设置信概率下的第二保证出力系数；所述第一种方式为首先确定负荷阈值，筛选出样本日，在样本日中确定筛选时段；所述第二种方式为确定筛选时段和负荷阈值；
[0009]计算第一保证出力系数和第二保证出力系数的加权平均值作为新能源参与所述同一季节同一时段下的电力平衡的置信出力比例。
[0010]进一步的，根据所述新能源出力数据和同期装机容量计算各新能源实际出力系数集的方法包括：
[0011]确定风电发电出力数据和光伏发电出力数据；
[0012]将风电发电出力每个数据与同期装机容量相比得到风电实际出力系数集；将光伏发电出力每个数据与同期装机容量相比得到光伏实际出力系数集。
[0013]进一步的，所述获取历史全网用电负荷和新能源出力数据，根据所述新能源出力数据和同期装机容量计算各新能源实际出力系数集的具体过程包括：
[0014]全网用电负荷L＝{L1，L2，
…
，L
N
}；其中，L1为第1个全网用电负荷数据；L2为第2个全网用电负荷数据；L
N
为第N个全网用电负荷数据；N为数据总个数；
[0015]风电出力P
W
＝{P
W1
，P
W2
，
…
，P
WN
}；其中，P
W1
为第1个风电出力数据；P
W2
为第2个风电出力数据；P
WN
为第N个风电出力数据；
[0016]光伏出力P
S
＝{P
S1
，P
S2
，
…
，P
SN
}；其中，P
S1
为第1个光伏出力数据；P
S2
为第2个光伏出力数据；P
SN
为第N个光伏出力数据；
[0017]W
n
为第n个风电实际出力系数；G
Wn
为第n个风电出力对应的同期风电装机容量；
[0018]S
n
为第n个光伏实际出力系数；G
Sn
为第n个光伏出力对应的同期风电装机容量。
[0019]进一步的，在同一季节同一时段下，从新能源实际出力系数集中筛选出第一样本过程包括：
[0020]计算每日最大负荷与同季节最大负荷的比值R＝{r1,r2,
…
，r
D
}；其中，r
d
∈(0,1],d＝1,2
…
D，D为原始数据总天数；其中，L
dmax
为第d天的最大负荷，L
smax
为第d天的同季节最大负荷；r
d
为第d天最大负荷与同季节最大负荷的比值；
[0021]筛选出满足负荷阈值的样本日，并根据所述样本日筛选出每日负荷午峰时刻和每日负荷晚峰时刻，并将所述负荷午峰时刻和负荷晚峰时刻分别各自连成一个区间作为新能源置信出力分析的第一时段；从所述第一时段中提取出负荷和新能源出力系数的第一样本。
[0022]进一步的，计算第一样本在预设置信概率下的第一保证出力系数的过程包括：
[0023]对第一样本数据按照从大到小排序后，在同一季节同一时段下，设定预设置信概率水平为β；使i满足i为自然数；所述第一样本排序后包括：第一样本中风电出力系数集其中，为第一样本中第1个风电出力系数；为第一样本中第2个风电出力系数；为第一样本中第X个风电出力系数；X为排序后第一样本数量；
[0024]第一样本中光伏发电出力系数集其
中，为第一样本中第1个光伏发电出力系数；为第一样本中第2个光伏发电出力系数；为第一样本中第X个光伏发电出力系数；
[0025]所以预设置信概率β下风电第一保证出力系数为光伏发电第一保证出力系数为
[0026]进一步的，所述按照时段筛选出第二样本的过程包括：
[0027]结合当地各季节负荷特性，确定各季节午峰时段和晚峰时段；将所述午峰时段负荷按照同季节午峰最大值进行标幺化处理；将所述晚峰时段负荷按照同季节晚峰最大值进行标幺化处理；不同年份数据分别进行标幺化处理；
[0028]从标幺化处理后的负荷数据中筛选出满足负荷阈值的第二样本，并按照负荷第二样本筛选出新能源出力系数第二样本。
[0029]进一步的，所述计算第二样本在预设置信概率下的第二保证出力系数的过程包括：
[0030]对第二样本数据按照从大到小排序后，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：获取历史全网用电负荷和新能源出力数据，根据所述新能源出力数据和同期装机容量计算各新能源实际出力系数集；在同一季节同一时段下，分别按照第一种方式和第二种方式从新能源实际出力系数集中筛选出第一样本和第二样本，计算第一样本在预设置信概率下的第一保证出力系数；以及计算第二样本在预设置信概率下的第二保证出力系数；所述第一种方式为首先确定负荷阈值，筛选出样本日，在样本日中确定筛选时段；所述第二种方式为确定筛选时段和负荷阈值；计算第一保证出力系数和第二保证出力系数的加权平均值作为新能源参与所述同一季节同一时段下的电力平衡的置信出力比例。2.根据权利要求1所述的一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法，其特征在于，根据所述新能源出力数据和同期装机容量计算各新能源实际出力系数集的方法包括：确定风电发电出力数据和光伏发电出力数据；将风电发电出力每个数据与同期装机容量相比得到风电实际出力系数集；将光伏发电出力每个数据与同期装机容量相比得到光伏实际出力系数集。3.根据权利要求2所述的一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法，其特征在于，所述获取历史全网用电负荷和新能源出力数据，根据所述新能源出力数据和同期装机容量计算各新能源实际出力系数集的具体过程包括：全网用电负荷L＝{L1，L2，
…
，L
N
}；其中，L1为第1个全网用电负荷数据；L2为第2个全网用电负荷数据；L
N
为第N个全网用电负荷数据；N为数据总个数；风电出力P
W
＝{P
W1
，P
W2
，
…
，P
WN
}；其中，P
W1
为第1个风电出力数据；P
W2
为第2个风电出力数据；P
WN
为第N个风电出力数据；光伏出力P
S
＝{P
S1
，P
S2
，
…
，P
SN
}；其中，P
S1
为第1个光伏出力数据；P
S2
为第2个光伏出力数据；P
SN
为第N个光伏出力数据；W
n
为第n个风电实际出力系数；G
Wn
为第n个风电出力对应的同期风电装机容量；S
n
为第n个光伏实际出力系数；G
Sn
为第n个光伏出力对应的同期风电装机容量。4.根据权利要求3所述的一种新能源参与电力平衡的置信出力计算方法，其特征在于，在同一季节同一时段下，从新能源实际出力系数集中筛选出第一样本过程包括：计算每日最大负荷与同季节最大负荷的比值R＝{r1,r2,
…
，r
D
}；其中，r
d
∈(0,1],d＝1,2
…
D，D为原始数据总天数；其中，L
dmax
为第d天的最大负荷，L
smax
为第d天的同季节最大负荷；r
d
为第d天最大负荷与同季节最大负荷的比值；筛选出满足负荷阈值的样本日，并根据所述样本日筛选出每日负荷午峰时刻和每日负荷晚峰时刻，并将所述负荷午峰时刻和负荷晚峰时刻分别各自连成一个区间作为新能源置信出力分析的第一时段；从所述第一时段中提取出负荷和新能源出力系数的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟颖，薛万磊，曹相阳，王鹏，赵昕，李晨辉，张栋梁，李校莹，管大顺，张家宁，刘知凡，厉艳，史英，李秋爽，牛华忠，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：