【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力系统规划与运行，具体涉及新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法。
技术介绍
1、输电断面由电网若干条输电通道组成，输电断面一般有传输功率限制范围。当构成输电断面的多条输电通道功率之和超出传输功率限制范围时，会对电力系统安全稳定性运行带来严重的潜在威胁。电网运行人员应通过调整电源出力、改变运行方式等各种手段，时刻保障输电断面传输功率不发生越限。
2、以风电、光伏为代表的新能源呈现快速发展，我国电源装机中新能源占比持续增加，出现了越来越多的含高比例新能源的电力系统。新能源发电具有显著的波动性与随机性，不确定性的新能源发电功率沿着输电通道传播，使得输电断面功率波动剧烈，输电电网功率越限发生频率越来越高，极大增加了运行人员控制断面功率的难度。
3、为了增强高比例新能源电网的运行风险感知能力，迫切需要输电断面功率预测技术，帮助运行人员提前开展控制，限制断面输送功率，提高电网安全运行水平，提升新能源消纳与电力保供能力。
4、目前输电断面预测技术研究较少，有文献提出了一种考虑气象因素的关键断面预测方法以及一种基于滑动可变窗口的断面功率越限预测方法，但上述方法仅对断面是否为关键断面或者是否发生越限事件进行预测，并无法预测断面传输功率大小。断面传输功率大小对运行人员掌握电网运行状态至关重要，同时，上述方法所研究的电力系统未考虑新能源。虽有研究提出了一种新能源高渗透了电网断面功率预测方法，但其本质为断面内新能源总功率预测，断面功率为断面内负荷用电功率与火电、水电、新能源等电源发电功率之差
5、公告号为cn 109274112 b的专利技术专利一种考虑区域稳定性的储能电站调度方法，包括以下步骤：1)合理选择输电断面作为研究对象，并确定输电断面可传输容量的最大值；2)计算输电断面的安全输送功率；3)获取储能电站荷电量信息与风电场群预测出力；4)计算输电断面的输送功率；5)比较输电断面输送功率与安全输送功率两者的数值大小；6)考虑储能自身约束条件计算充放电功率大小；7)根据上述储能电站充放电功率等信息，进入常规经济调度环节。该专利技术为提高区域稳定性与系统运行效益提供了一种有效途径，具有工程使用价值。断面传输功率大小对运行人员掌握电网运行状态至关重要，同时，上述方法所研究的电力系统未考虑新能源。
6、因此，现有方法或者专利并不能满足输电断面功率预测的要求，本专利技术实现对含高比例新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警的突破。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，该方法基于有限的新能源功率预测、负荷预测等数据，实现任意给定输电断面功率预测与越限预警。
2、本专利技术的技术方案是：
3、新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，包括如下步骤：
4、s1、分析断面功率电网构成；
5、s2、确定预测模型结构，并训练预测模型；
6、s3、预测断面功率；
7、s4、断面功率越限预警。
8、具体的，所述的步骤s1分析断面功率电网构成包括如下具体步骤：
9、s1-1、用电负荷，根据电网拓扑与典型潮流，找到断面内供电负荷行政区域；
10、s1-2、新能源场站，根据电网拓扑与典型潮流，找到断面内统调风电场、统调光伏电站；
11、s1-3、火电厂，根据电网拓扑与典型潮流，找到断面内火电厂；
12、s1-4、水电站，根据电网拓扑与典型潮流，找到断面内水电站。
13、具体的，所述的步骤s1中确定预测模型结构包括如下步骤：
14、s2-1、选择与步骤s1-1供电负荷行政区域匹配的行政区域，在电网调度系统上查找该行政区域的用电负荷历史数据作为输入；
15、s2-2、根据步骤s1-2的新能源场站列表，选择容量最大的风电场与光伏电站，在电网调度系统上查找该风电场与光伏电站的发电功率历史数据作为输入；
16、s2-3、根据步骤s1-3中火电厂列表，在电网调度系统上查找火电厂的发电功率历史数据作为输入；
17、s2-4、根据步骤s1-4中水电站列表，在电网调度系统上查找水电站的发电功率历史数据作为输入；
18、s2-5、模型训练的输出数据，在电网调度系统上查找被分析的输电断面功率历史数据，作为模型训练的输出数据；
19、s2-6、确定模型结构，采用一次线性结构，即，输出＝a1*输入1+a2*输入2+…+an*输入n，其中a1至an为模型参数。
20、具体的，所述的步骤s2中训练预测模型包括如下步骤：
21、a.确定模型更新频率，以t小时为模型更新周期，每日更新预测模型24/t次；
22、b.收集模型训练数据，每次训练模型前，在电网调度系统中收集前t小时内输出数据与各输入数据的历史数据集合；
23、c.训练预测模型，采用各种神经网络等人工智能算法、最小二乘等数理统计方法，训练得到预测模型参数a1至an；
24、d.得到未来t小时内使用的模型：断面功率＝a1*负荷功率+a2*风电场功率+a3*光伏电站功率+a4*第1个火电厂功率+…+an*第k个水电站功率，其中a1至an为训练得到的模型参数。
25、具体的，所述的步骤s3预测断面功率包括如下步骤：将预测模型输入数据输入到断面功率预测模型中，得到未来t小时断面功率。
26、具体的，所述的预测模型输入数据包括：用电负荷功率数据采用负荷预测系统中的负荷预测数据，如果没有负荷预测数据，可采用前一日相同时段负荷实际功率替代；新能源场站功率数据采用新能源功率预测系统的短期功率预测数据；火电厂功率数据采用火电厂计划发电功率数据，如果没有计划发电功率数据，可采用最近的发电功率替代，并认为其在未来t小时内保持不变。
27、d.水电站功率数据采用水电站计划发电功率数据；如果没有计划发电功率数据，可采用最近的发电功率替代，并认为其在未来t小时内保持不变。
28、具体的，所述的步骤s4断面功率越限预警包括如下处理步骤：
29、s4-1根据运行方式，查找未来t小时内断面功率限制范围；
30、s4-2当断面功率预测数据超过断面功率限制范围时，发出断面功率越限预警。
31、制定新能源场站的发电计划是电力调度部门每日例行的重要工作。以日前发电计划为例，新能源场站需要在每日一早上报本场站的日前96点预测出力，电力调度部门将所有新能源场站的日前预测出力汇总后，会综合考虑全网的接纳空间、调峰能力、主要区域断面的输电能力等因素，制定各个新能源场站的日前发电计划。新能源限电类型主要包括两类，一是断面限电，即由于联络线通道容量限制而导致新能源发电能力受限；二是调峰限电，即由于常规电源挤占发电空间而导致的限电。随着新能源装机容量的迅本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤S1分析断面功率电网构成包括如下具体步骤：
3.根据权利要求2所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤S1中确定预测模型结构包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤S2中训练预测模型包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤S3预测断面功率包括如下步骤：将预测模型输入数据输入到断面功率预测模型中，得到未来T小时断面功率。
6.根据权利要求5所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的预测模型输入数据包括：用电负荷功率数据采用负荷预测系统中的负荷预测数据，如果没有负荷预测数据，可采用前一日相同时段负荷实际功率替代；新能源场站功率数据采用新能源功率预测系统的短期功率
7.根据权利要求1所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤S4断面功率越限预警包括如下处理步骤：
...【技术特征摘要】
1.新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤s1分析断面功率电网构成包括如下具体步骤：
3.根据权利要求2所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤s1中确定预测模型结构包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤s2中训练预测模型包括如下步骤：
5.根据权利要求1所述新能源电力系统的输电断面功率预测与越限预警方法，其特征在于，所述的步骤s3预测断面功率包括如下步...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢博宇，刘阳，王景钢，孙鑫，张亚飞，滕卫军，袁良，李朝晖，王梦洁，杨海晶，谷青发，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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