本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行與管理，具體涉及一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)前，隨著電力系統(tǒng)中可再生能源滲透率的不斷提高，電網(wǎng)的靈活性調(diào)度和源荷匹配需求日益迫切，然而，現(xiàn)有的電力系統(tǒng)管理方法在源荷時序匹配和典型場景構(gòu)建方面存在以下不足：第一，現(xiàn)有的典型場景生成方法大多基于歷史數(shù)據(jù)的簡單統(tǒng)計分析，生成的場景缺乏足夠的代表性和精準(zhǔn)度；典型場景的生成通常僅考慮關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變化，忽略了系統(tǒng)負(fù)荷和多種能源出力的時間序列特性，以及它們之間的協(xié)同關(guān)系，尤其在高比例可再生能源接入的情況下，這種簡化處理導(dǎo)致生成的典型場景未能全面反映新能源波動性帶來的復(fù)雜情況，難以滿足電力系統(tǒng)對調(diào)度靈活性的需求；此外，現(xiàn)有場景生成方法在時間和空間的精度控制上較為粗放，無法有效預(yù)測負(fù)荷需求和新能源出力的細(xì)微變化，從而影響了調(diào)度方案的實(shí)際適用性；第二，現(xiàn)有的源荷匹配技術(shù)多采用固定的負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電計劃，缺乏對源荷動態(tài)特性的深入分析，這種方法在新能源滲透率較低的情況下相對有效，但隨著風(fēng)電、光伏等可再生能源的快速發(fā)展，源荷匹配的準(zhǔn)確性面臨更高要求；由于新能源出力的間歇性和隨機(jī)性，現(xiàn)有的源荷匹配方法難以適應(yīng)負(fù)荷需求和新能源出力在時序上的不匹配，往往需要頻繁調(diào)整發(fā)電側(cè)的輸出或啟動備用電源，以平衡電網(wǎng)供需，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行成本上升；同時，這種基于靜態(tài)匹配的方式難以捕捉新能源波動特征，源荷匹配方案的實(shí)際效果與計劃偏差較大，影響了電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性；因此，提供一種多時間尺度建模、更好的反映動態(tài)變化、有效平衡保供和消納需求、提升穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法是非常有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、(一)技術(shù)問題

2、針對上述現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，本申請主要針對以下技術(shù)問題：

3、1.現(xiàn)有的典型場景生成方法大多基于歷史數(shù)據(jù)的簡單統(tǒng)計分析，生成的場景缺乏足夠的代表性和精準(zhǔn)度；

4、2.現(xiàn)有場景生成方法在時間和空間的精度控制上較為粗放，無法有效預(yù)測負(fù)荷需求和新能源出力的細(xì)微變化，從而影響了調(diào)度方案的實(shí)際適用性；

5、3.現(xiàn)有的源荷匹配技術(shù)多采用固定的負(fù)荷預(yù)測和發(fā)電計劃，缺乏對源荷動態(tài)特性的深入分析，但隨著風(fēng)電、光伏等可再生能源的快速發(fā)展，源荷匹配的準(zhǔn)確性面臨更高要求；

6、4.基于靜態(tài)匹配的方式難以捕捉新能源波動特征，源荷匹配方案的實(shí)際效果與計劃偏差較大，影響了電網(wǎng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

7、(二)技術(shù)方案

8、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種多時間尺度建模、更好的反映動態(tài)變化、有效平衡保供和消納需求、提升穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法。

9、本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，所述方法包括以下步驟：

10、步驟1：源荷匹配時序特性的多時間尺度風(fēng)-光-荷場景生成方法；

11、步驟2：面向保供與消納的典型場景集與極端場景集構(gòu)建方法；

12、步驟3：典型算例分析：包括風(fēng)光荷特性分析、典型場景集構(gòu)建、極端場景集構(gòu)建以及面向保供與消納的場景分析。

13、進(jìn)一步地，所述步驟1具體包括以下步驟：

14、步驟1.1：風(fēng)電場景生成方法；

15、步驟1.2：光伏場景生成方法；

16、步驟1.3：負(fù)荷場景生成方法。

17、進(jìn)一步地，所述步驟2具體包括以下步驟：

18、步驟2.1：典型場景構(gòu)建方法；

19、步驟2.2：極端場景構(gòu)建方法；

20、步驟2.3：電網(wǎng)的靈活性功率聚合方法。

21、(三)有益效果

22、1.源荷匹配缺乏多時間尺度的時序特性分析：本發(fā)明旨在提出一種多時間尺度的風(fēng)-光-荷場景生成方法，能夠充分考慮不同能源出力和負(fù)荷需求在不同時間尺度下的動態(tài)特性，從而實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)的源荷匹配，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性；

23、2.解決目前典型場景與極端場景集的構(gòu)建缺乏綜合性和適用性問題：本發(fā)明提出面向保供與消納的典型場景集和極端場景集構(gòu)建方法，能夠生成既適用于日常調(diào)度、又能應(yīng)對極端事件的綜合場景集，從而提高系統(tǒng)應(yīng)對復(fù)雜場景的適用性和靈活性；

24、3.本發(fā)明能夠有效提升源荷匹配的精準(zhǔn)度，實(shí)現(xiàn)多時間尺度的動態(tài)調(diào)度，并且生成的場景集具有更高的代表性和適用性；

25、4.本發(fā)明的數(shù)據(jù)處理流程顯著提高場景辨識的效率，滿足實(shí)時調(diào)度需求；在實(shí)際應(yīng)用中，本發(fā)明的靈活調(diào)度機(jī)制確保電網(wǎng)在高比例新能源接入情況下的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，推動電力系統(tǒng)智能化和高效化的發(fā)展。

技術(shù)特征：

1.一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟1具體包括以下步驟：

3.如權(quán)利要求2所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟1.1中的風(fēng)電場景生成方法，具體包括以下步驟：

4.如權(quán)利要求2所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟1.2中的光伏場景生成方法，具體包括以下步驟：

5.如權(quán)利要求2所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟1.3中的負(fù)荷場景生成方法，具體包括以下步驟：

6.如權(quán)利要求1所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟2具體包括以下步驟：

7.如權(quán)利要求6所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟2.1中的典型場景構(gòu)建方法采用同步回代消除法，具體包括以下步驟：

8.如權(quán)利要求6所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟2.2中的極端場景構(gòu)建方法，具體為：為了基于風(fēng)光荷歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建極端場景集，需要對不確定性變量集合進(jìn)行建模，包括盒式集合與橢球型不確定集合其表達(dá)式為：式中，ω為不確定參數(shù)所代表的n維向量；rn表示向量是實(shí)數(shù)；矩陣q為正定矩陣；向量c代表高維橢球中心點(diǎn)的坐標(biāo)；采用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的魯棒不確定集合建模方法，能夠充分考慮隨機(jī)變量之間的相關(guān)性，且采用了廣義凸包的表示形式，該數(shù)據(jù)驅(qū)動的不確定集合數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其中，為從歷史數(shù)據(jù)場景中所提取的代表性場景，將其定義為極限場景；pi表示代表性場景的權(quán)重系數(shù)。

9.如權(quán)利要求8所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟2.2中的數(shù)據(jù)驅(qū)動的不確定集合建模過程如下所示：

10.如權(quán)利要求6所述的一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，其特征在于：所述步驟2.3中的電網(wǎng)的靈活性功率聚合方法，具體包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種源荷時序匹配典型場景辨識及構(gòu)建方法，包括以下步驟：步驟1：源荷匹配時序特性的多時間尺度風(fēng)?光?荷場景生成方法；步驟2：面向保供與消納的典型場景集與極端場景集構(gòu)建方法；步驟3：典型算例分析：包括風(fēng)光荷特性分析、典型場景集構(gòu)建、極端場景集構(gòu)建以及面向保供與消納的場景分析；本發(fā)明具有多時間尺度建模、更好的反映動態(tài)變化、有效平衡保供和消納需求、提升穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：陳興,張藝涵,劉軍會,柴喆,路堯,謝安邦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)河南省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19