一种灵活性资源集群参与电网调控的综合评价方法及系统与流程

本发明涉及电网的调度，具体涉及一种灵活性资源集群参与电网调控的综合评价方法及系统。

背景技术：

1、目前，各地配电网将一定区域内分布式发电机组、可控负荷以及分布式储能设施等分布式灵活资源进行聚合，形成虚拟电厂，参与电力市场和电网的调控运行。为规范资源集群接入电网相关行为，各地电网管理部门基于当地实际情况，有针对性地推出并网发电厂辅助服务管理实施细则和发电厂并网运行管理实施细则。灵活性资源包括新能源发电设备(风电、光电)、储能设备和可控柔性负荷等，灵活性资源集群是将新能源发电设备、储能设备和可控柔性负荷各种可控柔性负荷进行聚合形成的集合，该集合是可控资源聚合体，能够充分发挥不同灵活性资源的灵活性，进而参与电网调控。可控柔性负荷是指可受控参与电网控制，能够与电网进行能量互动的负荷(例如电动汽车)。然而，对于这样一个复杂的多种资源类型聚合体，如何评价其参与电网调度的能力，是急待解决的关键难题。现有评价指标体系大多从聚合商角度出发，在电网角度层面，缺乏一个可以全面、客观衡量不同灵活资源集群参与电网调度能力的综合评价指标体系。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种灵活性资源集群参与电网调控的综合评价方法及系统，本发明以分布式灵活资源集群的类型特征、规模特征和控制能力为基础，基于灵活资源集群的有功及无功出力可调范围、能量调节范围、响应速度、调节精度、出力扰动水平(或出力不确定性能源占比)等信息，能够实现对灵活性资源集群参与配电网agc(自动增益控制)、avc(自动电压控制)调度的综合性能评价，用于指导电网公司对灵活性资源集群参与调度的能力进行评估。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种灵活性资源集群参与电网调控的综合评价方法，包括：

4、s1，建立灵活性资源集群参与电网调控的指标体系，针对待测灵活性资源集群计算指标体系中各项指标的数值；

5、s2，根据各项指标的数值，采用层次分析法主观赋权以确定各项指标的主观权重，并用熵权法计算各项指标的客观权重；

6、s3，根据待测灵活性资源集群生成随机的多组灵活性资源集群；

7、s4，确定每一组灵活性资源集群的各项指标的等级分界线及评价等级划分规则；

8、s5，利用等级分界线及其等级划分规则，计算每一个灵活性资源集群各指标处于不同评价等级的概率，并将所有灵活性资源集群的概率合并成一个概率矩阵，并利用模糊评价法筛选出较优秀的灵活性资源集群；

9、s6，针对较优秀的灵活性资源集群，重新用熵权法计算各项指标的客观权重；

10、s7，将各项指标的主观权重、客观权重组合得到各项指标的综合权重；

11、s8，对待测灵活性资源集群，计算综合评价指标体系中各项指标的值，并结合各项指标的综合权重加权求和，得到待测灵活性资源集群参与电网调控的调度能力。

12、可选地，步骤s1中的指标体系包括可调度性指标、响应性能指标、调度准确性指标和经济性指标四个一级指标，其中：所述可调度性指标包括有功出力可调范围指标、无功出力可调范围指标、可调节总电量指标、服务时间指标和集群出力变化率指标五个二级指标；所述响应性能指标包括响应时间指标、响应速度指标和持续时间指标三类二级指标，且响应速度指标包括agc响应速度指标和avc响应速度指标，使得响应性能指标有四个二级指标；所述调度准确性指标包括调节精度指标、谐波电压合格率指标和出力预测准确率指标三类二级指标，且调节精度指标包括有功功率控制精度指标和无功功率控制精度指标，使得调度准确性指标有四个二级指标；所述经济性指标包括综合经济收益指标、可再生能源消纳率指标和线路损耗指标三类二级指标，且线路损耗指标包括agc关键节点损耗指标和线路末端损耗指标，使得经济性共有四个二级指标；且agc响应速度指标和其余的二级指标用于评价待测灵活性资源集群参与电网调控的agc调度能力，avc响应速度指标和其余的二级指标用于评价待测灵活性资源集群参与电网调控的avc调度能力。

13、可选地，所述有功出力可调范围指标的计算函数表达式为：

14、

15、上式中，dp为有功出力可调范围指标，t为计算周期，t和ti为时间，pt-max指t时刻的最大可能出力，为灵活性资源集群中所有发电机组皆输出当前时刻的最大功率、储能机组取最大释放功率、控制负载吸收的功率最小的总出力；pt-min指t时刻的最小可能出力或最大吸收功率，为灵活性资源集群中所有发电机组皆输出当前时刻的最小功率、光伏机组完全弃光、风电机组完全弃风、储能机组取最大吸收功率且不控制负载功率减小的总出力；

16、无功出力可调范围指标的计算函数表达式为：

17、

18、上式中，dp为无功出力可调范围指标，si,n指第i台机组的装机容量，pi,n指第i台机组的额定功率；

19、可调节总电量指标的计算函数表达式为：

20、dc＝∑wes,，

21、上式中，dc为可调节总电量指标，wes,指第i台储能机组所包含的储能电量；

22、服务时间指标的计算函数表达式为：

23、ds＝(t1+0.5×t0.)/(0+1+0.)，

24、上式中，ds为服务时间指标，t0、t0.和t1分别为灵活性资源集群在指定时间内调节性能差、一般、优三种状态的服务时间；

25、集群出力变化率指标的计算函数表达式为：

26、

27、上式中，du为集群出力变化率指标，pt为灵活性资源集群在t时刻的测量功率，pn为灵活性资源集群整个计算周期的测量功率，t为计算周期；

28、响应时间指标为灵活性资源集群参与电网调度时出力达到调度设定功率指定比例时所用的时间tr；agc响应速度指标为灵活性资源集群参与电网调度时出力时的agc响应速度vp；avc响应速度指标为灵活性资源集群参与电网调度时出力时的avc响应速度vq；持续时间指标为灵活性资源集群维持一个给定的功率指标持续的最大时间ti；

29、有功功率控制精度指标的计算函数表达式为：

30、

31、上式中，δp为有功功率控制精度指标，m为调度测试次数，δpi为第i次调度测试时响应稳定后的有功偏差值，pn为灵活性资源集群额定有功，为灵活性资源集群内部各资源额定有功之和；

32、无功功率控制精度指标的计算函数表达式为：

33、

34、上式中，δq为无功功率控制精度指标，m为调度测试次数，δqi为第i次调度测试时响应稳定后的无功偏差值，qn为灵活性资源集群额定无功，为灵活性资源集群内部各资源额定无功之和；

35、谐波电压合格率指标的计算函数表达式为：

36、

37、上式中，thdu为谐波电压合格率指标，u1为基波电压有效值，u2～u4为第2～4次谐波电压有效值；

38、出力预测准确率指标的计算函数表达式为：

39、

40、上式中，dpro为出力预测准确率指标，pmi指第i次测量的实际出力大小，ppi指第i次测量的预测出力大小，n指出力预测准确率指标的测量次数；

41、综合经济收益指标的计算函数表达式为：

42、de1＝(mse-mof-mcs-mtr)/mav，

43、上式中，de1为综合经济收益指标，mav指灵活性资源集群的平均发电收益，mse指辅助服务收益，mof指聚合商报价成本，mcs指短路容量投资成本，mtr指跨地区调度成本；

44、可再生能源消纳率指标的计算函数表达式为：

45、

46、agc关键节点损耗指标为agc关键节点的输入功率和输出功率之间的差；

47、线路末端损耗指标的计算函数表达式为：

48、或

49、上式中，δpv％指avc调控时的线路损耗，δpf％指agc调控时的线路损耗，pi指流入节点i的功率，其中i表示末端节点，p0指灵活性资源集群输出的功率，n为末端节点数量；pj指流入节点j的功率，其中j表示agc关键节点，m为agc关键节点数量。

50、可选地，步骤s2中采用层次分析法主观赋权以确定各项指标的主观权重的函数表达式为：

51、

52、上式中，waj指用主观赋权求得的第j个指标的权重，aji指表示第i个指标和第j个指标之间的重要性判别矩阵，如果第j个指标比第i个指标重要，则aji＝1；如果第i个指标比第j个指标重要，则aji＝0；如果第i个指标和第j个指标同等重要，则aji＝0.5。

53、可选地，步骤s2中用熵权法计算各项指标的客观权重的函数表达式为：

54、wej＝(1-ej)/(k-∑ej),j＝1,2,…,k，

55、上式中，wej指用熵权法计算得到的第j项指标的权重，ej为第j项指标的信息熵，k为参与评价的指标总个数。

56、可选地，步骤s3包括先根据待测灵活性资源集群生成随机的多个灵活性资源集群，再采用等分或者不等分的方式分组得到多组灵活性资源集群，且生成一个灵活性资源集群包括：

57、s3.1，初始化节点数b为0；

58、s3.2，生成两个随机数种子，利用第一个随机数种子在待测灵活性资源集群中确定所需生成的灵活性资源集群所包含的节点总数a，利用第二个随机数种子在待测灵活性资源集群中确定所需生成的灵活性资源集群的初始节点并作为当前节点；

59、s3.3，根据当前节点所在的位置确定与当前节点相连的支路；

60、s3.4，在当前节点相连的支路中通过随机选择一个支路确定下一个节点的位置，将下一个节点与当前节点合并生成灵活性资源集群；

61、s3.5，判断灵活性资源集群的节点数b等于节点总数a是否成立，若成立，则判定所需生成的灵活性资源集群已经生成完毕，输出灵活性资源集群的所有节点；否则将下一个节点作为新的当前节点，跳转步骤s3.3。

62、可选地，步骤s4中确定的每一组灵活性资源集群的各项指标的等级分界线及评价等级划分规则的函数表达式为：

63、

64、上式中，cj为第j个指标映射到相同等级的结果，dji为第j个指标的第i组数值，dj-th指第j个指标的准入门槛值，dj指第j个指标的原始数值。

65、可选地，步骤s5中利用模糊评价法筛选出较优秀的灵活性资源集群包括：

66、s5.1，根据下式生成灵活性资源集群的模糊评价矩阵：

67、xr＝×pr，

68、上式中，xr表示灵活性资源集群的模糊评价矩阵，ω表示权重向量，pr表示输入的概率矩阵，×代表模糊合成算子；

69、s5.2，将灵活性资源集群的模糊评价矩阵采用最大隶属度原则确定灵活性资源集群的评价等级，并根据评价等级筛选出较优秀的灵活性资源集群。

70、此外，本发明还提供一种灵活性资源集群参与电网调控的综合评价系统，包括相互连接的微处理器和存储器，所述微处理器被编程或配置以执行所述灵活性资源集群参与电网调控的综合评价方法。

71、此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序用于被微处理器编程或配置以执行所述灵活性资源集群参与电网调控的综合评价方法。

72、和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：本发明包括针对待测灵活性资源集群，计算预设的灵活性资源集群参与电网调控的综合评价指标体系中各个指标的数值；将各个指标的数值映射到相同的取值等级；分别根据为各个指标预设的agc评价权重进行加权求和，得到待测灵活性资源集群的agc调度能力；根据为各个指标预设的avc评价权重进行加权求和，得到待测灵活性资源集群的avc调度能力。本发明以分布式灵活资源集群的类型特征、规模特征和控制能力为基础，基于灵活资源集群的有功及无功出力可调范围、能量调节范围、响应速度、调节精度、出力扰动水平(或出力不确定性能源占比)等信息，能够实现对灵活性资源集群参与配电网agc(自动增益控制)、avc(自动电压控制)调度的综合性能评价，用于指导电网公司对灵活性资源集群参与调度的能力进行评估。