一种风电容量可信度计算方法及系统

本发明涉及电力，具体为一种风电容量可信度计算方法及系统。

背景技术：

1、构建以新能源为主体的新型电力系统，是实现碳达峰碳中和目标的重要支撑。国家要求实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。但风电、太阳能发电存在随机性、波动性等特点，对电力平衡的贡献存在不确定性。新能源参与电力平衡有利于减少常规电源、灵活调节资源的规模和投资，为此，现在提出一种考虑可靠性指标和等效容量新能源容量可信度计算方法。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种风电容量可信度计算方法及系统，解决了新能源高渗透率情况下风电规划的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

5、第一方面，提供了一种风电容量可信度计算方法，所述方法包括：

6、结合电网基本数据和风电机组处理数据建立机组组合调度模型，所述电网基本数据包括线路潮流机组、待评估风电容量和新能源预测误差及蒙特卡洛模拟，所述风电机组处理数据通过待评估风电容量生成风电机组出力分布并进行采样获得；

7、通过机组组合调度模型求解系统内各电源机组在调度周期内的出力；

8、根据各机组出力分布，生成系统负荷和功率分布，计算系统的失负荷概率，通过蒙特卡洛模拟获得系统的平均失负荷概率，将获得的失负荷概率为参考值；

9、去掉待评估风电机组容量，通过二分法加入完美机组容量，直到计算得到的失负荷概率与参考值相等，计算风电容量可信度。

10、优选的，所述新能源预测误差包括风电预测误差和光伏预测方差，所述风电预测误差设为10％，所述光伏预测方差设为5％。

11、优选的，所述机组组合调度模型计及n-1网络安全约束，优化目标的目标函数为最小化发电成本，所述机组组合调度模型具体为：

12、min∑f＝∑cf+∑sf+ccutwind+ccutload

13、式中，f为机组组合调度模型的目标函数，cf为常规机组的可变运行成本，sf为常规机组的启动成本，ccutwind为极端情况下弃风成本，ccutload为极端情况下切负荷成本。

14、优选的，所述机组组合调度模型的约束条件包括：

15、功率平衡约束

16、

17、式中：gf,i、gg,i分别为节点i上所连常规机组和新能源机组的出力，di为节点i的负荷，n为节点个数；

18、火电机组备用约束

19、

20、

21、式中：pf、分别为常规机组出力、最大出力、最小出力；if为火电机组的启停变量；

22、爬坡约束

23、

24、pf(t)、pf(t-1)为机组在t时刻、t-1时刻的出力；为发电机组的上爬坡率；δt为每个时段的时长；

25、最小启停机时间约束

26、

27、

28、onmin为机组最小开机时间，offmin为机组最小停机时间，if(t)为机组在t时刻的开关机状态；

29、发电容量约束

30、timin≤ti(t)≤timax

31、timin、timax为联络线i传输功率最小值和最大值；

32、线路约束

33、

34、式中：nl为电网络中输电线路集合，gsfk,i为节点i到支路k上的功率转移分布因数；limitk为支路k的传输容量；

35、计及n-1安全准则的线路潮流约束

36、

37、式中：l＝1,2,…,l；c∈c，c为n-1故障集合；dl-c为线路c发生故障对线路l的开断转移分布因子；gl-i，gc-j分别为机组i和负荷j对线路c的节点-线路功率转移因子。

38、优选的，所述系统的失负荷概率lolp(i)的计算公式为：

39、

40、式中：lolpi(t)为t时刻系统的失负荷概率值。

41、优选的，所述系统的平均失负荷率lolp的计算公式为：

42、

43、式中：k为蒙特卡洛模拟次数。

44、优选的，基于所述系统的平均失负荷率作为原系统与等效系统的可靠性的比较标准，在参考系统加上待评估x风电容量后所达到的可靠性与参考系统加上y的完美机组容量的可靠性相等，所述完美机组容量具体为可靠性为100％的可调机组容量，则待评估容量的容量可信度为y/x％，其中，x，y表示假设更改机组容量。

45、第二方面，提供了一种风电容量可信度计算系统，包括：数据获取模块、风电机组数据处理模块、机组组合调度模型建立模块、失负荷概率计算模块和容量可信度计算模块；

46、所述数据获取模块用于获取电网的数据，所述线路潮流机组数据、待评估风电容量数据和新能源预测误差数据及蒙特卡洛模拟次数，并且将获取到的电网的数据发送至模型建立模块；

47、所述风电机组数据处理模块用于根据接收到的风电容量数据，生成风电机组出力分布，进行采样获得风电机组出力数据，并将出力数据发送至机组组合调度模型建立模块；

48、所述机组组合调度模型，用于根据接收到的电网的数据，建立建立机组组合调度模型，求解系统内各电源机组在调度周期内的出力，并将出力数据发送至卷积计算求解模块；

49、所述失负荷概率计算模块用于根据各机组出力分布，生成系统负荷和功率分布，计算系统的失负荷概率，通过蒙特卡洛模拟获得系统的平均失负荷概率；

50、所述容量可信度计算模块用于将获得的失负荷概率为参考值，去掉待评估风电机组容量，通过二分法加入完美机组容量，直到计算得到的失负荷概率与参考值相等，得到风电容量可信度。

51、第三方面，提供了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所述的方法中的任一方法。

52、第四方面，提供了一种计算设备，包括：

53、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所述的方法中的任一方法的指令。

54、(三)有益效果

55、本发明一种风电容量可信度计算方法及系统，用于准确计算风电容量可信度，使风电能够参与传统的电力规划分析与计算，解决新能源高渗透率情况下风电规划的问题。

技术特征：

1.一种风电容量可信度计算方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的风电容量可信度计算方法，其特征在于，所述新能源预测误差包括风电预测误差和光伏预测方差，所述风电预测误差设为10％，所述光伏预测方差设为5％。

3.根据权利要求1所述的风电容量可信度计算方法，其特征在于，所述机组组合调度模型计及n-1网络安全约束，优化目标的目标函数为最小化发电成本，所述机组组合调度模型具体为：

4.根据权利要求3所述的一种风电容量可信度计算方法，其特征在于：

5.根据权利要求1所述的风电容量可信度计算方法，其特征在于：所述系统的失负荷概率lolp(i)的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的风电容量可信度计算方法，其特征在于，所述系统的平均失负荷率lolp的计算公式为：

7.根据权利要求1所述的风电容量可信度计算方法，其特征在于，基于所述系统的平均失负荷率作为原系统与等效系统的可靠性的比较标准，在参考系统加上待评估x风电容量后所达到的可靠性与参考系统加上y的完美机组容量的可靠性相等，所述完美机组容量具体为可靠性为100％的可调机组容量，则待评估容量的容量可信度为y/x％，其中，x，y表示假设更改机组容量。

8.一种风电容量可信度计算系统，其特征在于，包括：数据获取模块、风电机组数据处理模块、机组组合调度模型建立模块、失负荷概率计算模块和容量可信度计算模块；

9.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，其特征在于，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根据权利要求1-7所述的方法中的任一方法。

10.一种计算设备，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供一种风电容量可信度计算方法及系统，涉及电力技术领域。该风电容量可信度计算方法，包括：获取电网基本数据；根据风电容量数据生成风电机组出力分布，进行采样获得风电机组出力数据；建立机组组合调度模型，求解系统内各电源机组在调度周期内的出力；根据各机组出力分布，生成系统负荷和功率分布，计算系统的失负荷概率，获得平均失负荷概率，记录此时的失负荷概率为参考值；去掉待评估风电机组容量，通过二分法加入完美机组容量，直到计算得到的失负荷概率与参考值相等，计算风电容量可信度。本申请能够准确计算风电容量可信度，使风电能够参与传统的电力规划分析与计算，解决新能源高渗透率情况下风电规划的问题。

技术研发人员：王蓓蓓,胡维涵
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15