一種考慮網(wǎng)絡約束的間歇性能源發(fā)電容量置信度評估方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種電力系統(tǒng)規(guī)劃領域的評估方法，具體設及一種考慮網(wǎng)絡約束的間 歇性能源發(fā)電容量置信度評估方法。
【背景技術】
[0002] 隨著特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)建立，大規(guī)模新能源高電壓遠距離輸送，對發(fā)輸電系 統(tǒng)可靠性要求越來越高。發(fā)輸電系統(tǒng)可靠性評估是指考慮系統(tǒng)實際運行約束條件下，對電 源滿足負荷需求的能力進行定量評估?，F(xiàn)有一些技術考慮了風電間相關性問題，但對運行 過程中網(wǎng)絡約束并未計及，需要改進。

【發(fā)明內容】

[0003]為解決上述現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種考慮網(wǎng)絡約束的間歇性能源發(fā)電 容量置信度評估方法。
[0004]本發(fā)明的目的是采用下述技術方案實現(xiàn)的：
[0005]本發(fā)明提供一種考慮網(wǎng)絡約束的間歇性能源發(fā)電容量置信度評估方法，其改進之 處在于，所述方法包括下述步驟：
[0006] 1)獲取規(guī)劃年電網(wǎng)規(guī)劃典型運行方式；
[0007] 2)運用序貫蒙特卡羅模擬技術，抽樣年度常規(guī)機組、負荷和線路投運時序數(shù)據(jù)G (t);
[000引3)運用序貫蒙特卡羅模擬技術進行風電年度出力時序采樣；
[0009] 4)計算發(fā)電系統(tǒng)潮流；
[0010] 5)靜態(tài)安全分析和輔助決策；
[0011] 6)計算發(fā)電系統(tǒng)可靠性；
[0012] 7)計算新增能源容量置信度；
[0013]8)計算發(fā)電系統(tǒng)內所有間歇性能源容量置信度。
[0014]進一步地，所述步驟1)中，根據(jù)規(guī)劃年發(fā)電規(guī)劃、負荷預測和網(wǎng)架建設規(guī)劃，獲取 電力系統(tǒng)年度典型運行方式(典型運行方式就是在當前網(wǎng)架結構、電源和負荷的基礎上，加 入截至規(guī)劃年的新建電源、變電站、輸電線路，調整負荷水平，形成一套未來的電網(wǎng)結構）。
[0015]進一步地，所述步驟2)中，根據(jù)各常規(guī)機組、線路的強迫停運和計劃停運歷史信 息，統(tǒng)計分析其歷史停運率，W兩點分布概率抽樣(抽樣方法可采用簡單抽樣或分層抽樣、 重要抽樣等高級抽樣方法）；根據(jù)負荷功率正態(tài)分布概率模型，抽樣各母線負荷L(t)。
[0016] 進一步地，所述步驟3)包括下述步驟：
[0017] ①建立風力發(fā)電出力抽樣模型；
[0018]②對風電場進行平穩(wěn)化處理；
[0019] ③建立相關性模型；
[0020] ④建立相關時序模型。
[0021] 進一步地，所述步驟①中，對已經(jīng)投運的風電場和具備風速數(shù)據(jù)的新規(guī)劃風電場， 統(tǒng)計歷史N年內的各風電場測風塔風速信息，進行核分布概率密度擬合，并采樣;對沒有歷 史風速數(shù)據(jù)的風電場，用當?shù)氐湫惋L速數(shù)據(jù)(典型風速數(shù)據(jù)指氣象部口對當?shù)仫L速進行測 量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，代替風電場風速時，與風電場測風塔數(shù)據(jù)相比具有較大誤差)代替，采用威 布爾分布進行風速抽樣。
[0022] 進一步地，所述步驟②中，對某一特定風電站的平穩(wěn)化處理，包括:在氣象數(shù)據(jù)庫 的某風電場的N年每小時風速序列(Vt)求取均值和，求取N年該風電場同一時刻的風速均值 v_meant和標準差v_del化t，結合該風電場N年每小時風速序列，經(jīng)過標準化處理過程，得到 該風電場的平穩(wěn)化時間序列;標準化處理為：
[0023] Xt= (Vt-Vjneant)/v_deItat。
[0024] 進一步地，所述步驟③中，采用copula函數(shù)對風速進行相關性模擬，利用間歇式能 源數(shù)據(jù)庫的某個風電場的N年每小時風速序列(Vt),分別計算每一小時風速值核分布估計， 構建出生成Frank-Copula函數(shù)，采樣生成Frank-Copula函數(shù)的隨機數(shù)，轉換為高斯白噪聲 序列，并分別存儲為某風場高斯白噪聲序列；當具有兩個風電場時，化ank-Copula函數(shù)解析 式為：
[00巧]式中：Vl、v2為兩個風電場風速，ui、U2分別為兩風速數(shù)據(jù)的Copula生成元，a為 化ank-Copula函數(shù)的參數(shù)，由極大似然函數(shù)法求得。
[0029] 進一步地，所述步驟④中，針對某一特定風電場，利用其平穩(wěn)化時間序列，通過參 數(shù)擬合確定自回歸滑動平均模型(ARMA模型)參數(shù)值，并存儲某風場風速ARMA模型的白噪聲 方差，AMAR模型的參數(shù)值和N+1年小時分辨率的白噪聲序列綜合形成Copula-ARMA模型，得 到N+1年的模擬平穩(wěn)化時間序列；白噪聲序列和平穩(wěn)化處理的風電場數(shù)據(jù)進行還原，得到N+ 1年的風電場模擬風速序列，取出最后一年的風速數(shù)據(jù)，即該風場規(guī)劃年的每小時風速序 列；
[0030] 其中，AMAR模型描述為：
[003^ 式中：式中：P和q為模型參數(shù);Xt為t時刻的時間序列值；巧和0j分別為模型P和q的 自回歸參數(shù)滑動平均參數(shù)；{>t}是一個隨機的服從WO.巧;）的白噪聲序列;Xt-I為t-i時 刻的時間序列值，Et-J是{>t}的第t-j個元素；
[0033]Copula-AMAR模型最終描述為：
[0035] 其中：xk,t為第k個風電場在t時刻的時間序列值，k=l，2,…，n，即xk,t=xi,t, X2,t, '''Xn,*!:是時間，k是風電場數(shù)，￡k,t= (ei,t,E2,t，，Ek,t為第k個風電場在t時刻的正 態(tài)白噪聲序列，k=l，2,…，n，即（ei,t，E2,t，…En,t)分別為第1個風電場在t時刻的正態(tài)白噪 聲序列，第2個風電場在t時刻的正態(tài)白噪聲序列，第n個風電場在t時刻的正態(tài)白噪聲序列， Ol，化，…On分別為時間序列值Xl,t，X2,t，…Xn,t的標準差，祉,t-i是第k個風電場t-i時刻的時間 序列值，是關于第k個風電場的一個隨機白噪聲序列；Ek,t-堤一個的第t-j個元 素；(6( ?)為標準正態(tài)分布函數(shù)，Ca(?l( ? )，...，?n( ?))為根據(jù)n元風速序列構建的一個 Copula函數(shù)，描繪n個白噪聲序列之間的相關結構，Vk,t表示第k個風電場在t時刻的風速， yk,t〇k,t分別是第k個風電場在t時刻的正態(tài)分布的均值和標準差參數(shù)。
[0036] 進一步地，所述步驟4)中，步驟3)中抽樣所得電力系統(tǒng)中發(fā)電如果小于電力系統(tǒng) 中負荷L(t)的潮流斷面，調整常規(guī)機組出力;若常規(guī)機組出力在限額范圍內無法滿足負荷 需求，即判定為系統(tǒng)供電不足，APW(t)+PW(t)+G(t)<L(t)，無需進行潮流計算，其中：L(t) 表示各母線負荷，G(t)表示常規(guī)機組，APW(t)表示新增風電，PW(t)表示原有風電的時序數(shù) 據(jù);抽樣所得電力系統(tǒng)發(fā)電如果大于電力系統(tǒng)負荷的斷面，采用最優(yōu)乘子法進行潮流計算， 其中W規(guī)劃潮流為潮流初值進行潮流求解，提高系統(tǒng)潮流收斂性;如果潮流不收斂，則電力 系統(tǒng)在解列點解列運行。
[0037]進一步地，所述步驟5)的靜態(tài)安全分析和輔助決策包括：
[0038]如果基態(tài)潮流越限，則根據(jù)輔助決策對發(fā)電出力調整;如果輔助決策結果為降低 發(fā)電機出力，則說明斷面滿足供電可靠性，判定APW(t)+PW(t)+G(t)>L(t);如果輔助決策 結果為增加發(fā)電機出力或切負荷，則說明斷面不滿足供電可靠性，判定APW(t)+PW(t)+G (t)<L(t)；
[0039] 如果基態(tài)潮流滿足限額約束，進行N-I掃描;如果滿足N-I熱穩(wěn)限額，則進行輔助決 策計算;如果輔助決策結果為降低發(fā)電機出力，則說明斷面滿足供電可靠性，判定APW(t) + PW(t)+G(t)>L(t);如果輔助決策結果為增加發(fā)電機出力或切負荷，則說明斷面不滿足供 電可靠性，判定APW(t)+PW(t)+G(t)<L(t);其中：L(t)表示各母線負荷，G(t)表示常規(guī)機 組，APW(t)表示新增風電，PW(t)表示原有風電的時序數(shù)據(jù)。
[0040] 進一步地，所述步驟6)中，W電力系統(tǒng)失負荷時間期望LOLP為指標，求解電力系統(tǒng) 可靠性;電力系統(tǒng)可靠性L0LE=T*L0LP，研究周期TW年為計算周期，為8760小時，在序貫蒙 特卡羅模擬中，當可用機組出力不能滿足負荷需求而出現(xiàn)功率差額時，電力系統(tǒng)可靠性 L0LE= 8760p[PW(t)+G(t)<L(t)];其中P為概率，G(t)表示常規(guī)機組、負荷和線路投運時序 數(shù)據(jù);L(t)表