一种电网系统能源转型风险阈值设定方法、装置、存储介质及计算设备与流程

1.本发明涉及一种电网系统能源转型风险阈值设定方法、装置、存储介质及计算设备，属于能源电力技术领域。


背景技术：

2.当下的电力系统正在向深度低碳或零碳进行转型，而转型路径离不开对转型风险的量化评估。
3.在电网的“系统规划层”，多年的电网转型风险阈值设定总体水平上考虑到多年电网投资与运行风险的平衡，但是各年阈值仍凭经验给定，具有一定的主观性。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种电网系统能源转型风险阈值设定方法、装置、存储介质及计算设备，以设定的风险阈值为限进行电网运行安全分析及监控，满足电网运行的安全性需求。
5.为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明第一方面提供一种电网系统能源转型风险阈值设定方法，包括：
7.对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险评估，确定参考风险阈值，得到参考风险阈值序列；至少一个的所述参考风险阈值基于对应投资年的第一目标投资措施计算，所述第一目标投资措施基于投资措施代价性能比和预设的投资措施代价性能比参考阈值选择；
8.对所述参考风险阈值序列中的各个元素进行摄动，生成多组待定风险阈值序列；
9.对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险评估，基于每组待定风险阈值序列中的待定风险阈值，计算第二电网运行风险值和电网投资成本，得到电网运行风险序列和电网投资成本序列；所述电网运行风险序列包括所述第二电网运行风险值，所述电网投资成本序列包括所述电网投资成本；至少一个的所述第二电网运行风险值和所述电网投资成本基于对应投资年的第二目标投资措施计算；所述第二目标投资措施基于待定风险阈值和投资措施代价性能比选择；
10.基于各待定风险阈值序列下生成的电网运行风险序列和电网投资成本序列确定最优的风险阈值序列，将该最优的风险阈值序列中的元素作为电网系统能源转型过程中对应投资年的风险阈值。
11.优选的，基于投资措施代价性能比和预设的投资措施代价性能比参考阈值选择第一目标投资措施，包括：
12.如果评估得到的电网运行风险值越限，则对当前投资年循环选择第一目标投资措施，直至各个投资措施的投资措施代价性能比全部大于预设的投资措施代价性能比参考阈值；如果不越限，则不进行第一目标投资措施选择；每次选择的第一目标投资措施为投资措
施代价性能比最小的投资措施。
13.优选的，如果对投资年选择第一目标投资措施，则将该投资年选择第一目标投资措施完成后评估得到的电网运行风险值作为参考风险阈值；
14.如果对投资年不进行第一目标投资措施选择或者投资年不存在可用的投资措施或者所有可用的投资措施的投资措施代价性能比均大于预设的投资措施代价性能比参考阈值，则将评估得到的当前电网运行风险值作为该投资年的参考风险阈值。
15.优选的，对参考风险阈值序列中的各个元素进行摄动，生成多组待定风险阈值序列，包括：
16.r
test
＝b
·rref
；
17.其中，r
test
为待定风险阈值序列，r
ref
为参考风险阈值序列，b为摄动系数，
18.调整摄动系数b，得到多组待定风险阈值序列。
19.优选的，所述摄动系数b取值为：2,3,
……
。
20.优选的，基于待定风险阈值和投资措施代价性能比选择第二目标投资措施，包括：
21.如果评估得到的电网运行风险值比待定风险阈值大，则对当前投资年循环选择第二目标投资措施，直至选择的第二目标投资措施对应投资年的电网运行风险值小于所述投资年的待定风险阈值；如果评估得到的电网运行风险值比待定风险阈值小，则不进行选择第二目标投资措施；
22.每次选择的第二目标投资措施为投资措施代价性能比最小的投资措施。
23.优选的，如果对投资年选择第二目标投资措施，则将该投资年选择第二目标投资措施完成后评估得到的电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值；则将该投资年选择第二目标投资措施完成后，所有第二目标投资措施的投资成本之和作为该投资年的电网投资成本；
24.如果对投资年不进行第二目标投资措施，则将评估得到的当前电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值，该投资年的电网投资成本为0。
25.优选的，所述进行电网运行风险评估为：
26.电网运行风险值＝弃新能源损失+净外购电成本+外网备用成本+需求侧响应成本+停电损失+损耗成本+紧急控制成本。
27.优选的，所述投资措施的代价性能比计算为：
[0028][0029]
其中，cpr
i,n
为投资年i投资措施n的代价性能比，cost
i,n
为投资年i投资措施n的投资成本，perf
i,n
为投资年i投入投资措施n后降低的电网运行风险量。
[0030]
优选的，所述确定最优的风险阈值序列，包括：
[0031]
以电网运行风险序列和电网投资成本序列之和最小为目标，选出最优的风险阈值序列；
[0032]
所述电网运行风险序列和电网投资成本序列之和是指一条待定风险阈值序列下生成的电网运行风险序列和电网投资成本序列中所有元素之和。
[0033]
本发明另一方面提供一种电网系统能源转型风险阈值设定装置，包括：
[0034]
第一计算模块，用于对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险
评估，确定参考风险阈值，得到参考风险阈值序列；至少一个的所述参考风险阈值基于对应投资年的第一目标投资措施计算，所述第一目标投资措施基于投资措施代价性能比和预设的投资措施代价性能比参考阈值选择；；
[0035]
摄动模块，用于对所述参考风险阈值序列中的各个元素进行摄动，生成多组待定风险阈值序列；
[0036]
第二计算模块，用于对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险评估，基于每组待定风险阈值序列中的待定风险阈值，计算第二电网运行风险值和电网投资成本，得到电网运行风险序列和电网投资成本序列；所述电网运行风险序列包括所述第二电网运行风险值，所述电网投资成本序列包括所述电网投资成本；至少一个的所述第二电网运行风险值和所述电网投资成本基于对应投资年的第二目标投资措施计算；所述第二目标投资措施基于待定风险阈值和投资措施代价性能比选择；
[0037]
以及，
[0038]
筛选模块，用于基于各待定风险阈值序列下生成的电网运行风险序列和电网投资成本序列确定最优的风险阈值序列，将该最优的风险阈值序列中的元素作为电网系统能源转型过程中对应投资年的风险阈值。优选的，所述第一计算模块具体用于：
[0039]
如果评估得到的电网运行风险值越限，则对当前投资年循环选择第一目标投资措施，直至各个投资措施的投资措施代价性能比全部大于预设的投资措施代价性能比参考阈值，将该投资年选择第一目标投资措施完成后评估得到的电网运行风险值作为参考风险阈值；如果不越限，则不进行第一目标投资措施选择，将评估得到的当前电网运行风险值作为该投资年的参考风险阈值；其中，每次选择的第一目标投资措施为投资措施代价性能比最小的投资措施。
[0040]
优选的，所述第二计算模块具体用于：
[0041]
如果评估得到的电网运行风险值比待定风险阈值大，则对当前投资年循环选择第二目标投资措施，直至选择的第二目标投资措施对应投资年的电网运行风险值小于所述投资年的待定风险阈值，将该投资年选择第二目标投资措施完成后评估得到的电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值，将该投资年选择第二目标投资措施完成后，所有第二目标投资措施的投资成本之和作为该投资年的电网投资成本；如果评估得到的电网运行风险值比待定风险阈值小，则不进行选择第二目标投资措施，将评估得到的当前电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值，该投资年的电网投资成本为0；其中，每次选择的第二目标投资措施为投资措施代价性能比最小的投资措施。
[0042]
优选的，所述筛选模块具体用于：
[0043]
以电网运行风险序列和电网投资成本序列之和最小为目标，选出最优的风险阈值序列；
[0044]
所述电网运行风险序列和电网投资成本序列之和是指一条待定风险阈值序列下生成的电网运行风险序列和电网投资成本序列中所有元素之和。
[0045]
本发明第三方面还提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行前述的方法中的任一方法。
[0046]
本发明第四方面还提供一种计算设备，包括，
[0047]
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行前述的方法中的任一方法的指令。
[0048]
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
[0049]
本发明基于投资措施代价性能比选择投资措施投入到电网运行中得到一个参考风险阈值序列；然后进行摄动生成多组待定风险阈值序列，以参考风险阈值为限再次进行电网风险评估和选择投资措施，得出各待定风险阈值序列下的电网运行风险序列和投资成本序列，最终选出最佳的风险阈值序列，以设定的风险阈值为限进行电网运行安全分析及监控，满足电网运行的安全性需求，进而指导电网系统规划及运行。
附图说明
[0050]
图1为本发明的电网系统能源转型风险阈值设定方法流程图。
具体实施方式
[0051]
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0052]
电网运行需满足一定的风险阈值范围。风险阈值是一种宏观决策，例如：能源局规定年弃风弃光率要控制在5％以内，其目的是约束运行期间的风险水平，防止过度弃风光带来的损失。而运行风险值是相关水平年运行工况推演计算出来的，是运行风险大小的一个衡量指标。由于风险阈值的设定关系电网运行的安全性，故其设置值科学合理显得尤为重要。基于此，本发明提供一种电网系统能源转型风险阈值设定方法，包括：
[0053]
对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险评估，确定参考风险阈值，得到参考风险阈值序列；其中，至少一个的参考风险阈值基于对应投资年的第一目标投资措施计算，所述第一目标投资措施基于投资措施代价性能比和预设的投资措施代价性能比参考阈值选择；
[0054]
对所生成的参考风险阈值序列中的各个元素进行摄动，生成多组待定风险阈值序列；
[0055]
对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险评估，基于每组待定风险阈值序列中的待定风险阈值，计算第二电网运行风险值和电网投资成本，得到电网运行风险序列和电网投资成本序列；所述电网运行风险序列包括所述第二电网运行风险值，所述电网投资成本序列包括所述电网投资成本；其中至少一个的第二电网运行风险值和所述电网投资成本基于对应投资年的第二目标投资措施计算；所述第二目标投资措施基于待定风险阈值和投资措施代价性能比选择；
[0056]
基于各待定风险阈值序列下生成的电网运行风险序列和电网投资成本序列确定最优的风险阈值序列，将该最优的风险阈值序列中的元素作为电网系统能源转型过程中对应投资年的风险阈值。
[0057]
以下以具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
[0058]
实施例1：
[0059]
本发明的一个实施例，提供一种电网系统能源转型风险阈值设定方法，用于解决
风险阈值制定方法的科学合理性问题。参见图1，包括：
[0060]
步骤1：给定1条能源转型路径，并设定投资措施代价性能比参考阈值；
[0061]
其中，能源转型路径是指电网从转型起始年到终点年的装机容量变化曲线，由申请号201911171602.2的发明专利一种计及电力阻塞的能源转型优化方法及系统公开。
[0062]
步骤2：对当前投资年进行电网运行风险评估及选择第一目标投资措施，直至全部投资措施的代价性能比均超出投资措施代价性能比参考阈值；判断是否还有投资年未处理，若有，返回步骤2，否则，执行步骤3；具体为，
[0063]
对投资年进行电网运行风险评估，在电网运行风险值越限后循环选择第一目标投资措施，第一目标投资措施的选择标准为：计算投资措施投入到电网运行后的代价性能比指标，在代价性能比指标比预设的投资措施代价性能比参考阈值小的投资措施中选择代价性能比最小的投资措施投入到电网运行中；其中，电网运行风险值越限是指电网运行风险值超过系统预设的风险阈值。如果电网运行风险值未越限，则不需要进行第一目标投资措施选择。
[0064]
需要说明的是，每轮循环计算中，会得到一个电网运行风险值和第一目标投资措施的投资成本，将该投资年计算完成后，最终得到的电网运行风险值作为该投资年的参考风险阈值r
ref.i
；将该投资年计算完成后，所有轮计算的第一目标投资措施的投资成本之和作为该投资年的电网投资成本c
ref.i
。
[0065]
其中，投资措施代价性能比计算公式为：
[0066][0067]
其中，cpr
i,n
为投资年i投资措施n的代价性能比，cost
i,n
为投资年i投资措施n的投资成本，perf
i,n
为投资年i投资措施n后降低的电网运行风险量。
[0068]
电网运行风险评估仍由申请号201911171602.2的发明专利一种计及电力阻塞的能源转型优化方法及系统公开，电网运行风险值＝弃新能源损失+净外购电成本+外网备用成本+需求侧响应成本+停电损失+损耗成本+紧急控制成本。
[0069]
需要说明的是，如果投资年不存在可用的投资措施或者所有可用的投资措施的投资措施代价性能比均大于预设的投资措施代价性能比参考阈值，则仅进行电网运行风险评估得到当前电网运行风险值作为该投资年的参考风险阈值，该投资年的电网投资成本为0。
[0070]
需要说明的是，如果投资年的电网运行风险值未越限，则将计算的当前电网运行风险值作为该投资年的参考风险阈值，且该投资年的电网投资成本为0。
[0071]
步骤3：按照步骤2的方式对下一投资年进行计算，直至全部投资年计算完毕后，根据全部投资年的参考风险阈值得到参考风险阈值序列r
ref
，根据全部投资年的电网投资成本得到电网投资成本序列c
ref
。
[0072]
步骤4：对参考风险阈值序列r
ref
中的各个值进行摄动，生成多组待定风险阈值序列；
[0073]
多组待定风险阈值序列生成方法如下，引入摄动系数b并令：
[0074]rtest
＝b
·rref
[0075]
其中，r
test
为待定风险阈值序列，r
ref
为步骤3得到的参考风险阈值序列，b为摄动系数。
[0076]
人为调整摄动系数b，得到多组待定风险阈值序列。b可以取值为2,3,
……
。
[0077]
步骤5：对每组待定风险阈值序列，逐年对投资年进行电网运行风险评估并优选第二目标投资措施，直到计算的电网运行风险小于该投资年的待定风险阈值；具体如下：
[0078]
对投资年进行电网运行风险评估，如果所计算的投资年的电网运行风险值比r
opt.i
大则选择第二目标投资措施，其中，r
opt.i
为待定风险阈值序列中投资年i的待定风险阈值，第二目标投资措施的选择标准为：计算投资措施投入到电网运行后的代价性能比，选择代价性能比最小的投资措施投入到电网运行中；如果所计算的投资年的电网运行风险值比r
opt.i
小，则不进行第二目标投资措施选择；
[0079]
循环对该投资年的电网运行风险评估及第二目标选择投资措施，直至所计算的电网运行风险值比r
opt.i
小，停止选择第二目标投资措施；
[0080]
将该投资年选择第二目标投资措施完成后评估得到的电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值；将该投资年选择第二目标投资措施完成后，所有第二目标投资措施的投资成本之和作为该投资年的电网投资成本，并进入下一投资年的计算；
[0081]
全部投资年计算完成后得到该待定风险阈值序列下的由第二电网运行风险值构成的运行风险序列r和电网投资成本序列c。
[0082]
需要说明的是，如果对投资年不进行第二目标投资措施，则将评估得到的当前电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值，该投资年的电网投资成本为0。
[0083]
一组待定风险阈值序列对应一组r序列和c序列，最后多组待定风险阈值序列对应的是多组r、c序列。
[0084]
步骤6：以运行风险序列r和电网投资成本序列c之和最小为目标，选出最优的风险阈值序列(以下简称“r
opt”)。
[0085]
其中，电网运行风险序列r和电网投资成本序列c之和是指两个序列里的所有元素之和。
[0086]
寻出一条待定风险阈值序列下得到的ri、ci序列之和最小。
[0087]
实施例2：
[0088]
本发明实施例提供一种电网系统能源转型风险阈值设定装置，包括：
[0089]
第一计算模块，用于对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险评估，确定参考风险阈值，得到参考风险阈值序列；至少一个的所述参考风险阈值基于对应投资年的第一目标投资措施计算，所述第一目标投资措施基于投资措施代价性能比和预设的投资措施代价性能比参考阈值选择；；
[0090]
摄动模块，用于对所述参考风险阈值序列中的各个元素进行摄动，生成多组待定风险阈值序列；
[0091]
第二计算模块，用于对电网系统能源转型过程中的投资年逐年进行电网运行风险评估，基于每组待定风险阈值序列中的待定风险阈值，计算第二电网运行风险值和电网投资成本，得到电网运行风险序列和电网投资成本序列；所述电网运行风险序列包括所述第二电网运行风险值，所述电网投资成本序列包括所述电网投资成本；至少一个的所述第二电网运行风险值和所述电网投资成本基于对应投资年的第二目标投资措施计算；所述第二目标投资措施基于待定风险阈值和投资措施代价性能比选择；
[0092]
以及，
[0093]
筛选模块，用于基于各待定风险阈值序列下生成的电网运行风险序列和电网投资成本序列确定最优的风险阈值序列，将该最优的风险阈值序列中的元素作为电网系统能源转型过程中对应投资年的风险阈值。
[0094]
本发明实施例中，第一计算模块具体用于：
[0095]
如果评估得到的电网运行风险值越限，则对当前投资年循环选择第一目标投资措施，直至各个投资措施的投资措施代价性能比全部大于预设的投资措施代价性能比参考阈值，将该投资年选择第一目标投资措施完成后评估得到的电网运行风险值作为参考风险阈值；如果不越限，则不进行第一目标投资措施选择，将评估得到的当前电网运行风险值作为该投资年的参考风险阈值；其中，每次选择的第一目标投资措施为投资措施代价性能比最小的投资措施。
[0096]
本发明实施例中，第二计算模块具体用于：
[0097]
如果评估得到的电网运行风险值比待定风险阈值大，则对当前投资年循环选择第二目标投资措施，直至选择的第二目标投资措施对应投资年的电网运行风险值小于所述投资年的待定风险阈值，将该投资年选择第二目标投资措施完成后评估得到的电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值，将该投资年选择第二目标投资措施完成后，所有第二目标投资措施的投资成本之和作为该投资年的电网投资成本；如果评估得到的电网运行风险值比待定风险阈值小，则不进行选择第二目标投资措施，将评估得到的当前电网运行风险值作为该投资年的第二电网运行风险值，该投资年的电网投资成本为0；其中，每次选择的第二目标投资措施为投资措施代价性能比最小的投资措施。
[0098]
本发明实施例中，筛选模块具体用于：
[0099]
以电网运行风险序列和电网投资成本序列之和最小为目标，选出最优的风险阈值序列；
[0100]
所述电网运行风险序列和电网投资成本序列之和是指一条待定风险阈值序列下生成的电网运行风险序列和电网投资成本序列中所有元素之和。
[0101]
实施例3
[0102]
本实施例提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行前述的方法中的任一方法。
[0103]
实施例4
[0104]
本实施例提供一种计算设备，包括，
[0105]
一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行前述的方法中的任一方法的指令。
[0106]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0107]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程
图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0108]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0109]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0110]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。