分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法及系统与流程

    专利2026-06-29  20


    本发明涉及电力系统运行,具体涉及一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法及系统。


    背景技术:

    1、大力发展清洁能源已成为实现“双碳”目标的重要途径。分布式光伏作为绿色经济、土地利用率高的发电资源,近年来在部分地区呈现爆发式增长。分布式光伏大规模接入,呈现出“配网向主网延伸”态势,已超出就地平衡范畴,部分地区午间光伏大发时段,集中式新能源全额弃电依然难以满足系统调峰需求,迫切需要分布式光伏承担平衡调节义务。

    2、然而,目前针对分布式参与电网电力电量平衡调节的定量计算不准确,不能对未来分布式参与调节的电力电量进行快速准确评估。


    技术实现思路

    1、为了解决现有技术针对分布式参与电网电力电量平衡调节的定量计算不准确,不能对未来分布式参与调节的电力电量进行快速准确评估的问题,本发明提出了一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法,包括:

    2、分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间;

    3、基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例;

    4、基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型,得到常规电源机组开机方式;

    5、基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求;

    6、对所述调节需求进行分析,计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求,作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果;

    7、其中,所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数,为所述目标函数设置约束条件构建的。

    8、可选的,所述分析历史数据中,分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间,包括:

    9、计算历史数据中每时刻分布式光伏出力的同时率;

    10、根据同时率分布区间,选择同时率区间的步长δr,将分布式光伏同时率进行区间划分,形成n个同时率区间,其中,δr为同时率区间的步长,n为同时率区间个数;

    11、基于预测的分布式光伏发电功率和分布式光伏发电功率计算分布式光伏功率预测准确性;

    12、基于同时率区间和分布式光伏功率预测准确性,计算每个同时率区间内,满足设定比值置信度要求的预测准确率置信区间。

    13、可选的,所述基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例,包括:

    14、根据分布式光伏功率预测值,计算光伏出力的同时率,确定所述同时率所属的同时率区间;

    15、根据所述同时率所属的同时率区间和所述预测准确率置信区间,确定分布式光伏功率预测值所属置信区间;

    16、将所述分布式光伏功率预测值所属置信区间的下限值作为分布式光伏分级纳入主电网电力电量平衡的比例。

    17、可选的,所述电源开机模型的构建包括:

    18、计算常规电源机组的容量与状态的乘积;

    19、将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和,得到总容量;

    20、以所有总容量最小为目标构建目标函数;

    21、为所述目标函数设置约束条件;

    22、其中,所述约束条件包括:正备用约束、负备用约束和机组启停约束。

    23、可选的,所述目标函数如下式所示:

    24、

    25、式中,为常规电源机组i容量;i为常规电源机组序号;为常规电源机组i的状态;f为目标函数;ng为常规电源机组总数。

    26、可选的,所述基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求,包括:

    27、基于所述常规电源机组开机方式中电网用电负荷功率、电网常规电源最小技术出力、电网联络线受入功率、分布式光伏发电功率、新能源发电功率和集中式新能源最大弃电比例计算分布式光伏总出力;

    28、判断电网用电负荷功率是否大于分布式光伏总出力;

    29、若大于,则分布式光伏总出力全额消纳,否则,无法全额消纳,基于电网用电负荷功率和所述分布式光伏总出力,确定分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求;

    30、其中,所述常规电源机组开机方式包括:电网用电负荷功率、电网常规电源最小技术出力、电网联络线受入功率、分布式光伏发电功率和新能源发电功率。

    31、可选的,所述分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求按下式计算:

    32、ppeak(t)=pu(t)+pi(t)+pdpv(t)+(1-kcpv)pcpv(t)-pload(t)

    33、式中,ppeak(t)为t时刻分布式光伏参与调峰需求;pu(t)为t时刻省级电网常规电源最小技术出力;pi(t)为t时刻省级电网联络线受入功率;pdpv(t)为t时刻分布式光伏发电功率;pcpv(t)为t时刻集中式新能源发电功率;kcpv为集中式新能源最大弃电比例;pload(t)为t时刻省级电网用电负荷功率;t为时刻。

    34、可选的,所述对所述调节需求进行分析,计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求,作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果,包括:

    35、根据用电负荷与新能源的差值判断全年周期内每日调峰压力最大时段;

    36、当全年周期内所有调峰压力最大时段分布式光伏均具备消纳空间时,选取最小消纳空间作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果;

    37、当全年周期内所有调峰压力最大时段内存在分布式光伏参与调峰需求的时刻时,选取最大调峰需求作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果。

    38、再一方面本发明还提供了一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析系统,包括:

    39、置信区间确认模块,用于分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间;

    40、比例计算模块,用于基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例;

    41、开机方式确定模块,用于基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型,得到常规电源机组开机方式;

    42、调节需求确定模块,用于基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求;

    43、分析结果确定模块,用于对所述调节需求进行分析,计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求,作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果;

    44、其中,所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数,为所述目标函数设置约束条件构建的。

    45、可选的,所述置信区间确认模块具体用于:

    46、计算历史数据中每时刻分布式光伏出力的同时率;

    47、根据同时率分布区间,选择同时率区间的步长δr,将分布式光伏同时率进行区间划分,形成n个同时率区间,其中,δr为同时率区间的步长,n为同时率区间个数;

    48、基于预测的分布式光伏发电功率和分布式光伏发电功率计算分布式光伏功率预测准确性;

    49、基于同时率区间和分布式光伏功率预测准确性,计算每个同时率区间内,满足设定比值置信度要求的预测准确率置信区间。

    50、可选的,所述比例计算模块具体用于:

    51、根据分布式光伏功率预测值,计算光伏出力的同时率,确定所述同时率所属的同时率区间;

    52、根据所述同时率所属的同时率区间和所述预测准确率置信区间,确定分布式光伏功率预测值所属置信区间;

    53、将所述分布式光伏功率预测值所属置信区间的下限值作为分布式光伏分级纳入主电网电力电量平衡的比例。

    54、可选的,还包括模型构建模块用于:

    55、计算常规电源机组的容量与状态的乘积;

    56、将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和,得到总容量;

    57、以所有总容量最小为目标构建目标函数;

    58、为所述目标函数设置约束条件;

    59、其中,所述约束条件包括:正备用约束、负备用约束和机组启停约束。

    60、可选的,所述目标函数如下式所示:

    61、

    62、式中,为常规电源机组i容量;i为常规电源机组序号;为常规电源机组i的状态;f为目标函数;ng为常规电源机组总数。

    63、再一方面,本技术还提供了一种计算设备,包括:一个或多个处理器;

    64、处理器,用于执行一个或多个程序;

    65、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时,实现如上述所述的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法。

    66、再一方面,本技术还提供了一种计算机可读存储介质,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如上述所述的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法。

    67、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    68、本发明提供了一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法,包括:分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间;基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例;基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型,得到常规电源机组开机方式;基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求;对所述调节需求进行分析,计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求,作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果;其中,所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数,为所述目标函数设置约束条件构建的。本发明精确分析分布式光伏在不同出力同时率下纳入电网电力电量平衡的比例,为分布式光伏的集群功率控制提供需求分析和策略指导,有效解决大规模分布式光伏接入后机组开机方式难以合理制定、电网调峰能力不足带来的风险难以量化的问题。


    技术特征:

    1.一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法,其特征在于,包括:

    2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间,包括:

    3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例,包括:

    4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电源开机模型的构建包括:

    5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述目标函数如下式所示:

    6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求,包括:

    7.如权利要求6所述的方法,其特征在于,所述分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求按下式计算:

    8.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述调节需求进行分析,计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求,作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果,包括:

    9.一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析系统,其特征在于,包括:

    10.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述置信区间确认模块具体用于:

    11.如权利要求9所述的系统,其特征在于,所述比例计算模块具体用于:

    12.如权利要求9所述的系统,其特征在于,还包括模型构建模块用于:

    13.如权利要求12所述的系统,其特征在于,所述目标函数如下式所示:

    14.一种计算机设备,其特征在于,包括:一个或多个处理器;

    15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存有计算机程序,所述计算机程序被执行时,实现如权利要求1至8中任一项所述的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法。


    技术总结
    一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法及系统,包括:分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间;基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例;基于比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型,得到常规电源机组开机方式;基于常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求;对所述调节需求进行分析,计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求,作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果。本发明精确分析分布式光伏在不同出力同时率下纳入电网电力电量平衡的比例,为分布式光伏的集群功率控制提供需求分析和策略指导。

    技术研发人员:于若英,廖家齐,叶荣波,刘瑜俊,曹潇,梁兆洪,夏俊荣,王会超,周昶,许晓慧,朱凌志,杨波,吴福保
    受保护的技术使用者:中国电力科学研究院有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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