本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于負荷晝夜峰值差約束的光伏發(fā)電容量可信度評估方法，屬于含光伏電站的電力系統(tǒng)運行技術(shù)領(lǐng)域，主要包括以下步驟：首先，基于Kantorovich?Distance的場景削減技術(shù)，篩選出能夠體現(xiàn)光伏電站一年出力特性的典型日出力場景，簡化含光伏電站的電力系統(tǒng)可靠性計算；其次，根據(jù)強迫停運率計算原系統(tǒng)的可靠性水平，并在等可靠性水平下，采用截弦法計算光伏電站的有效載荷容量；最后，根據(jù)負荷晝夜峰值差約束，修正光伏電站的有效載荷容量，并計算出容量可信度。本發(fā)明專利技術(shù)實現(xiàn)方法簡單、計算速度快，可以全面而準確地評估光伏發(fā)電置信容量。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于含光伏電站的電力系統(tǒng)運行
，更具體地，涉及一種基于負荷 晝夜峰值差約束的光伏容量可信度的評估方法。
技術(shù)介紹
隨著全球能源需求的不斷增長和化石燃料的過度消耗，能源危機和環(huán)境污染問題 日益嚴重，世界各國都在致力于可持續(xù)清潔能源的研究和開發(fā)。其中，太陽能因資源豐富、 清潔無污染、受地域限制小等優(yōu)點，逐漸成為社會關(guān)注的熱點。近年來，隨著光伏發(fā)電技術(shù) 的日益成熟和能源政策的有效激勵，光伏發(fā)電技術(shù)得到了持續(xù)快速的發(fā)展。2014年，全球光 伏市場的新增裝機容量再創(chuàng)新高達到47GW，全球累計裝機容量已達188. 8GW。這其中，中國 增量最大，占全球新增裝機總量的27. 7%，比四分之一還要多。我國幅員廣大，有著十分豐 富的太陽能資源。據(jù)估算，我國陸地表面每年接受的太陽輻射能約為50X10lskJ，全國各地 太陽年輻射總量達335~837kJ/cm2 *a。我國在發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020 年）》中提出，有序推進光伏基地建設，加快發(fā)展太陽能發(fā)電，到2020年力爭光伏裝機達到 1億千瓦左右。可見，光伏發(fā)電正從補充能源向替代能源過渡。 由于受到晝夜、季節(jié)以及天氣等隨機因素的影響，到達地面的太陽輻照度既是間 斷的，又是極不穩(wěn)定的。因此，光伏發(fā)電具有明顯的隨機性、間歇性和周期性的特點，屬于一 種出力不可控的電源形式。但是，與風電等其他波動性能源相比，光伏發(fā)電出力更具規(guī)律 性，和負荷的相關(guān)性也更強，多數(shù)情況下可發(fā)揮削峰作用。隨著光伏發(fā)電在電網(wǎng)中穿透功率 水平的不斷提高，如果仍忽略光伏發(fā)電的容量價值，將導致嚴重的過度投資和資源浪費。由 于光伏發(fā)電出力的隨機性和間歇性等特點，其并網(wǎng)后對電力系統(tǒng)的可靠性貢獻與常規(guī)機組 有較大不同。因此，客觀評價光伏發(fā)電的容量可信度對接入系統(tǒng)的長期規(guī)劃、優(yōu)化運行以及 可靠性評估等相關(guān)問題具有十分重要的意義。 我國的光伏發(fā)電技術(shù)起步較晚，大型光伏電站接入電網(wǎng)只是最近幾年才發(fā)展起來 的新形式。在目前的電力平衡中并不考慮光伏發(fā)電的容量價值，所以國內(nèi)關(guān)于光伏發(fā)電置 信容量的研究成果相對較少。在國際上，對光伏發(fā)電置信容量進行評估時，通常有以下兩種 方法：①將光伏發(fā)電出力并入負荷側(cè)，對原始電力系統(tǒng)負荷曲線進行修正，扣除光伏出力的 部分，形成"凈負荷"曲線，即等效負荷曲線；②將光伏發(fā)電出力并入發(fā)電側(cè)，將光伏電站等 效為一個多狀態(tài)機組，把光伏電站出力值劃分為Μ個區(qū)間，以區(qū)間中點為某一狀態(tài)下的出 力值，以該區(qū)間上的累計概率作為該狀態(tài)出現(xiàn)的概率。 采用第一種方法對光伏發(fā)電容量可信度的評估結(jié)果過于樂觀，由于夜間無太陽輻 射，光伏發(fā)電具有明顯的晝夜差異；而負荷一般會有兩個高峰，即日間高峰和夜間高峰。當 光伏裝機容量不斷增大時，而"凈負荷"曲線的夜間峰值不會減小，計算出的光伏容量可信 度犧牲了系統(tǒng)備用容量，計算結(jié)果過于樂觀。采用第二種方法計算光伏發(fā)電容量可信度的 計算過程非常復雜，需要把每個小時的光伏出力都等效成一個多狀態(tài)機組，計算量大。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本專利技術(shù)提供了一種基于負荷晝夜峰值差約束的光伏容量可 信度的評估方法，目的在于快速而準確地評估光伏發(fā)電置信容量；旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中獲 得光伏發(fā)電容量可信度的計算過程非常復雜導致計算量大的問題。 本專利技術(shù)提供了，包括 下述步驟： (1)根據(jù)光伏發(fā)電的日特性將負荷分為兩個階段，并計算日間負荷峰值U⑴和 夜間負荷峰值匕⑴； (2)對光伏電站出力場景進行削減，獲得削減后的目標場景集； (3)獲得原始系統(tǒng)的可靠性水平 n-.ii-1 (4)獲得含光伏電站電力系統(tǒng)的可靠性水平 (5)當含光伏電站電力系統(tǒng)的可靠性水平與原始系統(tǒng)的可靠性水平相等時，獲得 第i個光伏出力場景的有效載荷容量ΛL1; (6)判斷所述有效載荷容量是否小于等于所述日間負荷峰值L^a)和夜間 負荷峰值匕⑴之間的差值；若是，則轉(zhuǎn)入步驟（7);若否，則所述有效載荷容量AL1 = Lml(t)-Lm2(t); (7)重復步驟（5)和（6)獲得所述削減后的目標場景集中每個光伏出力場景的有 效載荷容量，并根據(jù)公￥得到光伏電站的有效載荷容量ΛL; (8)根據(jù)所述光伏電站的有效載荷容量獲得光伏發(fā)電容量可信度C_dlt=AL/ CPV; 其中，P(X彡C-L(t))為系統(tǒng)停運容量大于或等于C-L(t)的累積概率；C為系統(tǒng)裝 機容量；Ln(t)為第t日第η時段的負荷；CPVn為第η個時段光伏電站的輸出功率；CPV為光 伏電站容量。 更進一步地，步驟（2)具體為： (2. 1)獲得光伏電站出力場景集合中第i場景與第h場景之間的KD距離； (2. 2)選取KD距離最小的場景k，將場景k由場景i所代替，即在原始場景集合中 刪除場景k; (2. 3)并將場景i的概率Pl修正為原場景i的概率及嚴與被替代場景k的概率pk 之和，即凡=尸―+A·, (2. 4)重復步驟（2. 1)~（2. 3)進行反復迭代，當場景集合中場景的數(shù)目達到給定 的數(shù)值隊時，得到的場景集合即為削減后的目標場景集。 更進一步地，根據(jù)公式KD(i,h) =Pi·c(i,h)獲得所述KD距離，其中Pl是場景i的概率，cPVn(i)是場景i在第η時段的光伏出 力。 更進一步地，所述給定的數(shù)值隊為10-20。 更進一步地，步驟（5)中，采用截弦法獲得第i個光伏出力場景的有效載荷容量 ΔL1〇 更進一步地，步驟（5)具體包括： (5· 1)獲得A(LOTg+CPV，fn+1 (LOTg+CPV))和B(1^，fn+1U)構(gòu)成的直線方程； (5. 2)獲得直線AB與直線y=Rn的交點橫坐標Lk; (5. 3)當系統(tǒng)負荷水平為1^時，獲得光伏接入后系統(tǒng)的可靠性水平fn+1 (Lk); (5· 4)當|fn+1(Lk)_Rn|彡e，則轉(zhuǎn)入步驟（5· 6);反之則轉(zhuǎn)入步驟（5· 5); (5. 5)以點（Lk，fn+1(Lk))替代點Β，并重復步驟（5. 1)至（5. 4); (5. 6)獲得第i個光伏出力場景的有效載荷容量ΛL1=Lk-LOTg; 其中，LOTg為原始負荷，CPV為光伏裝機容量，fn為原始系統(tǒng)可靠性曲線，fn+1為含 光伏系統(tǒng)可靠性曲線；fn+1(LOTg+CPV)表示負荷水平為LOTg+CPjt含光伏系統(tǒng)的可靠性水平； fn+1(L"g)表示負荷水平為LOTg時含光伏系統(tǒng)的可靠性水平；Rn為原始發(fā)電系統(tǒng)的可靠性水 平；e為給定的精度。 更進一步地，給定的精度e小于1/ (2Rn)X10 6)。 通過本專利技術(shù)所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于采用場景削減技術(shù)將 大量的光伏出力數(shù)據(jù)用少數(shù)典型場景代替，有效提高了計算速度。同時在計算過程中考慮 到負荷晝夜峰值差約束，對光伏電站的有效載荷容量進行修正，使得計算出的光伏容量可 信度更為客觀準確。【附圖說明】圖1是本專利技術(shù)實施例提供的基于負荷晝夜峰值差約束的光伏容量可信度的評估 方法的實現(xiàn)流程圖； 圖2是采用截弦法計算有效載荷容量的示意圖。【具體實施方式】 為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本專利技術(shù)進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并 不用于限定本專利技術(shù)。 本專利技術(shù)屬于含光伏電本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種基于負荷晝夜峰值差約束的光伏容量可信度的評估方法，其特征在于，包括下述步驟：(1)根據(jù)光伏發(fā)電的日特性將負荷分為兩個階段，并計算日間負荷峰值Lm1(t)和夜間負荷峰值Lm2(t)；(2)對光伏電站出力場景進行削減，獲得削減后的目標場景集和每個目標場景的概率；(3)獲得原始系統(tǒng)的可靠性水平HLOLE=Σn=124Σt=1365P(X≥C-Ln(t));]]>(4)獲得含光伏電站電力系統(tǒng)的可靠性水平HLOLEP=Σn=124Σt=1365P(X≥C+CPVn-Ln(t));]]>(5)當含光伏電站電力系統(tǒng)的可靠性水平與原始系統(tǒng)的可靠性水平相等時，獲得第i個光伏出力場景的有效載荷容量△Li；(6)判斷所述有效載荷容量△Li是否小于等于所述日間負荷峰值Lm1(t)和夜間負荷峰值Lm2(t)之間的差值；若是，則轉(zhuǎn)入步驟(7)；若否，則所述有效載荷容量△Li＝Lm1(t)?Lm2(t)；(7)重復步驟(5)和(6)獲得所述削減后的目標場景集中每個光伏出力場景的有效載荷容量，并根據(jù)公式得到光伏電站的有效載荷容量△L；(8)根據(jù)所述光伏電站的有效載荷容量獲得光伏發(fā)電容量可信度Ccredit＝△L/CPV；其中，P(X≥C?L(t))為系統(tǒng)停運容量大于或等于C?L(t)的累積概率；C為系統(tǒng)裝機容量；L(t)為第t日的最大負荷；CPVn為第n個時段光伏電站的輸出功率；CPV為光伏電站容量。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：婁素華，苗淼，吳耀武，張祥成，王永燦，田旭，吳志明，白左霞，馬雪，靳寶寶，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)青海省電力公司，國網(wǎng)青海省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院，華中科技大學，
類型：發(fā)明
國別省市：青海;63
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