一种新型电力系统阶梯式电力电量失衡后果量化方法

本发明涉及电力系统电力电量平衡分析与评估，特别涉及一种新型电力系统阶梯式电力电量失衡后果量化方法。

背景技术：

1、近年来，电力行业低碳化发展进程加快，新能源大规模并入电网，导致新能源占比逐渐提高的新型电力系统面临保供难与消纳难的双重压力，使得新型电力系统出现电力电量失衡的风险。新型电力系统电力电量失衡风险后果量化，是电力系统电力电量平衡分析与评估中的重要一环，对于电力系统电力电量失衡预警与平衡调控有较大的参考价值。然而，传统电力系统评估方式大都针对于电压稳定、输电系统安全水平评估等，对新型电力系统的保供水平与消纳水平关注不足。此外，电网中的负荷节点存在差异包括经济、用电需求，而忽略地区差异的分析方式导致评估结果不符合实际需求。同时，工程中存在连续的电力电量失衡问题也随新能源占比提高逐渐显现，进一步加重失衡风险。因此，考虑负荷节点重要度以及电力系统电力电量连续失衡风险后果累积效应，进行节点-全网层面的新型电力系统阶梯式电力电量失衡风险后果量化研究具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种新型电力系统阶梯式电力电量失衡后果量化方法，用于解决现有技术缺乏对新型电力系统电力电量失衡风险后果量化而失衡风险高的技术问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：一种新型电力系统阶梯式电力电量失衡后果量化方法，包括以下步骤：

3、步骤一，根据电网所在地区年度生产总值以及年度日平均用电量两个指标共同建立负荷节点重要度指标；

4、步骤二，判断电力系统是否存在连续失负荷或连续新能源弃电问题；

5、步骤三，根据新型电力系统出现所述连续失负荷或所述连续新能源弃电问题时的失衡风险累积效应，分别建立等效失负荷累积量模型与等效新能源弃电累积模型；

6、步骤四，在存在连续失衡问题时，针对节点构建的负荷节点重要度、失衡累积效应模型和构建全网综合阶梯式电力电量失衡风险量化模型；在不存在连续失衡问题时，根据负荷节点重要度与失衡量构建全网阶梯式电力电量失衡风险量化模型。

7、可选地，为了更好地实现本发明，所述负荷节点重要度指标的计算公式为：

8、

9、

10、

11、式中：ωi,j为i地区中第j个负荷节点的重要度；pi,j为i地区中第j个负荷节点的用电量，单位为mw·h；reii为i地区的地区重要度指标；ei为经过归一化处理后的地区经济指标；pi为经过归一化处理后的地区用电指标；xi为归一化后的i地区gdp/用电量指标，xi∈[1,2]；xi为待处理的gdp/用电量指标；xmax、xmin分别为数据样本所能取得的最大值与最小值。

12、可选地，为了更好地实现本发明，所述等效失负荷累积量模型的计算公式为：

13、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>k</mi><mi>lc</mi></msub><mi>=</mi><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mi>=</mi><mn>0</mn></mrow><mi>t</mi></munderover><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>=</mi><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>lc</mi></msubsup><mi>[</mi><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mi>e</mi><mrow bevelled="true"><mrow><mi>(</mi><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>lc</mi></msubsup><mi>−</mi><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>lc</mi></msubsup><mi>)</mi></mrow><mo stretchy="true">/</mo><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>lc</mi></msubsup></mrow></msup><mi>]</mi></mrow></mstyle></mstyle><mi>(</mi><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>lc</mi></msubsup><mi>≠</mi><mn>0</mn><mi>)</mi></mstyle>

14、式中：klc为等效失负荷累积量，单位为mw；t∈(0, t)为评估周期内的时间间隔，如做日前评估时，即时间间隔为15min；i∈(0, n)为负荷节点编号；为t时刻第i个节点的失负荷量，单位为mw。

15、可选地，为了更好地实现本发明，所述等效弃电累积量的计算公式为：

16、<mstyle displaystyle="true" mathcolor="#000000"><msub><mi>k</mi><mi>pc</mi></msub><mi>=</mi><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>t</mi><mi>=</mi><mn>0</mn></mrow><mi>t</mi></munderover><mstyle displaystyle="true"><munderover><mo>∑</mo><mrow><mi>i</mi><mi>=</mi><mn>1</mn></mrow><mi>n</mi></munderover><mrow><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>pc</mi></msubsup><mi>[</mi><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mi>ke</mi><mrow bevelled="true"><mrow><mi>(</mi><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow><mi>pc</mi></msubsup><mi>−</mi><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>pc</mi></msubsup><mi>)</mi></mrow><mo stretchy="true">/</mo><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>pc</mi></msubsup></mrow></msup><mi>]</mi></mrow></mstyle></mstyle><mi>(</mi><msubsup><mi>p</mi><mrow><mi>i</mi><mi>,</mi><mi>t</mi></mrow><mi>pc</mi></msubsup><mi>≠</mi><mn>0</mn><mi>)</mi></mstyle>

17、式中：kpc为等效新能源弃电累积量，单位为mw；t∈(0, t)为评估周期内的时间间隔，如做日前评估时，即时间间隔为15min；i∈(0, n)为负荷节点编号；为延缓系数，取值范围为（0~1）；为t时刻第i个新能源节点的弃电量，单位为mw。

18、可选地，为了更好地实现本发明，所述全网综合阶梯式失衡风险量化模型包括全网综合失负荷风险量化模型以及新能源弃电风险量化模型，所述全网综合失负荷风险量化模型的计算公式为：

19、

20、式中：part1为不存在连续失负荷情况下的保供风险量化结果；part2为出现连续失负荷清楚下考虑保供风险累积效应的量化结果；rlc为全网综合弃电风险等效值，单位为mw；ωi为负荷节点重要度；为t时刻第i个节点的失负荷量，单位为mw；klc为等效失负荷累积量，单位为mw；

21、全网综合弃电风险量化模型的计算公式为：

22、

23、式中：part1为不存在连续新能源弃电情况下的消纳风险量化后果；part2为出现连续新能源弃电情况时考虑消纳风险累积效应的量化结果；rpc为全网综合消纳风险等效值，单位为mw；kpc为等效新能源弃电累积量，单位为mw。

24、本发明相较于现有技术具有以下有益效果：

25、本发明提供了新型电力系统电力电量失衡风险后果量化方法，建立以经济指标与用电量指标为基础的负荷节点重要度模型，并考虑电力电量失衡问题中连续失衡现象中的风险累积效应建立等效失衡累积模型，综合实现节点-全网层面的阶梯式电力电量失衡后果量化，为电力系统电力电量平衡分析与评估提供参考。同时，本发明建立的新型电力系统阶梯式电力电量失衡后果量化模型可满足多时间维度的平衡分析需求，具备实用性。