一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法及终端与流程

本发明涉及电力系统规划和控制，特别涉及一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法及终端。

背景技术：

1、目前，风电和光伏发电已发展为规模最大的新能源，装机容量占比和建设规模仍在不断扩大，可以预见风电和光伏发电将成为含高比例新能源电力系统中的主力电源。但是，新能源出力具有强波动性、间歇性与不确定性，预测难度远高于传统负荷。在高比例新能源接入电力系统中，大规模新能源并网极大地提高了电力系统对旋转备用的需求。发电侧大规模新能源并网，导致常规机组装机比例降低，压缩了常规机组提供旋转备用的能力，电力系统用于旋转备用的资源短缺问题已经凸显出来。含高比例新能源电力系统备用容量配置是目前研究和应用的热点问题。

2、目前，含高比例新能源电力系统备用容量配置的研究和应用主要可分为工程化方法、时域仿真法和数学优化法等。这些现有方法存在如下问题：

3、(1)现有工程化方法建立在经验基础上，预留负荷的一定百分比作为负荷备用容量。该备用容量确定方法的准确性差，没有考虑新能源的影响，并且为了保证电力系统新能源消纳和运行安全性，往往人为地增大备用容量裕量，增加了本来就短缺的调节资源需求。

4、(2)时域仿真法和数学优化法考虑新能源波动、节点电压与线路潮流等约束，结合未发生功率缺失的n-1、发生功率缺失的n-1的电力系统安全性，建立备用容量优化模型，采用时域仿真法和数学优化法等进行求解。这些方法计算复杂，缺乏专门的软件支撑，很多应用场合下需要简化处理。

5、在电力系统规划和电力系统运行中，新能源电源的装机容量和出力场景经常发生变化。例如，在电力系统电源规划中，新能源电源的装机容量和选址是优化规划的内容；在电力系统调度中，气象条件变化、检修、新增新能源装机等都会引起出力场景变化。应对新能源电源的装机容量和出力场景经常性变化，需要有快速近似确定各不同场景下的备用容量的方法，满足电力系统优化规划和电力系统运行的需求。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法及终端，能够在电力系统规划和电力系统运行中新能源电源装机容量和出力场景经常性变化的情况下，快速近似地确定备用容量。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

3、一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法，包括步骤：

4、获取电力系统的历史运行数据，对所述历史运行数据进行聚类得到电力系统的典型运行场景；

5、以备用费用最低为目标计算所述典型运行场景所需的典型备用容量；

6、针对待确定时段的运行场景从所有所述典型运行场景中筛选出匹配运行场景；

7、查询所述匹配运行场景所需的典型备用容量，根据查询到的所述典型备用容量以及所述待确定时段的运行数据，计算待确定时段下的电力系统备用容量。

8、为了解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案为：

9、一种基于运行场景确定电力系统备用容量的终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法的各个步骤。

10、本发明的有益效果在于：利用电力系统的历史运行数据进行聚类，得到电力系统的典型运行场景，然后以备用费用最低为目标计算典型运行场景所需的典型备用容量；针对待确定时段的运行场景从所有典型运行场景中筛选出匹配运行场景，查询匹配运行场景所需的典型备用容量，根据查询到的典型备用容量以及待确定时段的运行数据，计算待确定时段下的电力系统备用容量。以此方式，在针对待确定时段进行备用容量确定的时候，可以直接筛选匹配运行场景并查询对应的典型备用容量，后续只需要使用公式计算即可得到待确定时段下的电力系统备用容量，此过程的计算量很小，可以在电力系统电源规划中优化电源容量时合理确定预留备用，能够在电力系统规划和电力系统运行中新能源电源装机容量和出力场景经常性变化的情况下，快速近似地确定备用容量。

技术特征：

1.一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法，其特征在于，所述根据查询到的所述典型备用容量以及所述待确定时段的运行数据，计算待确定时段下的电力系统备用容量，包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法，其特征在于，所述获取电力系统的历史运行数据，对所述历史运行数据进行聚类得到电力系统的典型运行场景，包括：

4.根据权利要求1所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法，其特征在于，所述以备用费用最低为目标计算所述典型运行场景所需的典型备用容量，包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法，其特征在于，所述针对待确定时段的运行场景从所有所述典型运行场景中筛选出匹配运行场景包括：

6.一种基于运行场景确定电力系统备用容量的终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的终端，其特征在于，所述根据查询到的所述典型备用容量以及所述待确定时段的运行数据，计算待确定时段下的电力系统备用容量，包括：

8.根据权利要求6所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的终端，其特征在于，所述获取电力系统的历史运行数据，对所述历史运行数据进行聚类得到电力系统的典型运行场景，包括：

9.根据权利要求6所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的终端，其特征在于，所述以备用费用最低为目标计算所述典型运行场景所需的典型备用容量，包括：

10.根据权利要求6所述的一种基于运行场景确定电力系统备用容量的终端，其特征在于，所述针对待确定时段的运行场景从所有所述典型运行场景中筛选出匹配运行场景包括：

技术总结
本发明公开了一种基于运行场景确定电力系统备用容量的方法及终端，利用电力系统的历史运行数据进行聚类，得到电力系统的典型运行场景，然后以备用费用最低为目标计算典型运行场景所需的典型备用容量；针对待确定时段的运行场景从所有典型运行场景中筛选出匹配运行场景，查询匹配运行场景所需的典型备用容量，根据查询到的典型备用容量以及待确定时段的运行数据，计算待确定时段下的电力系统备用容量。以此方式，在针对待确定时段进行备用容量确定的时候，可以直接筛选匹配运行场景并查询对应的典型备用容量，后续只需要使用公式计算即可得到待确定时段下的电力系统备用容量，此过程的计算量很小，可以快速近似地确定备用容量。

技术研发人员：邹艺超,胡臻达,张林垚,叶荣,程翔鹏,涂夏哲
受保护的技术使用者：国网福建省电力有限公司经济技术研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21