【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及電力系統(tǒng)及其控制，具體而言，涉及基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法。
技術(shù)介紹
1、現(xiàn)階段人類對能源的需求不斷增長。然而，傳統(tǒng)化石燃料儲量日益減少，其過度使用加劇了環(huán)境污染和生態(tài)破壞。在此背景下，以風電和光伏為主的可再生能源因其清潔、低碳和可再生的特性而備受關注。特別是在中國，可再生能源被視為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，其風電和光伏的裝機容量迅速增長，使其在全球可再生能源發(fā)展中處于領先地位。然而，由于風速和光強等因素的影響，風電和太陽能的固有間歇性和波動性給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行帶來了新的挑戰(zhàn)。這種不確定性使得這些可再生能源的準確接入變得復雜，從而影響電力系統(tǒng)的調(diào)度和運行。
2、在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，平衡電力供需通常依賴于熱電和水電等傳統(tǒng)能源。然而，隨著可再生能源比例的增長，解決風電和光伏能量波動的問題已成為電力系統(tǒng)調(diào)度的關鍵挑戰(zhàn)。減少棄風棄光率，提高新能源的利用效率，是中國可再生能源發(fā)展的重要目標。棄風棄光不僅浪費了自然資源，還影響了經(jīng)濟效益和可持續(xù)性。因此，通過技術(shù)和管理手段優(yōu)化風電和光伏發(fā)電的調(diào)度以最小化棄風棄光率成為一個緊迫的問題。評估可信容量價值在這一優(yōu)化過程中至關重要。可信容量指在特定置信水平下風電和光伏發(fā)電的可靠電力輸出。這一評估有助于預測和評估這些能源的輸出，增強電力系統(tǒng)調(diào)度的支持能力。
3、評估可信容量價值可以提升電力系統(tǒng)調(diào)度員協(xié)調(diào)電力資源的能力，從而增強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。然而，目前的研究在準確預測可再生能源輸出方面面臨諸多挑戰(zhàn)。電力系統(tǒng)調(diào)度還必須考慮負荷需求、常規(guī)能
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了解決風電和光伏發(fā)電功率波動對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行帶來的挑戰(zhàn)，本專利技術(shù)的目的是提供一種可信容量價值評估技術(shù)，旨在通過分析功率變化數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)的調(diào)度需求，能夠預測可再生能源輸出，并在考慮各種電力系統(tǒng)因素的情況下制定更合理的調(diào)度策略。
2、為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本申請?zhí)峁┝嘶诳尚湃萘吭u估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，包括以下步驟：
3、采集風電和光伏發(fā)電的常規(guī)機組的裝機容量、強迫停運率數(shù)據(jù)、直流電力消耗以及每日風電、光伏和負荷數(shù)據(jù)，根據(jù)負荷情況確定常規(guī)機組的啟動容量，通過評估電力系統(tǒng)的原始可靠性，生成包含多維風光負荷相關性的計算樣本；
4、基于計算樣本，通過調(diào)整常規(guī)機組的啟動容量，以確保風光新能源接入前后電力系統(tǒng)可靠性指標的差異在一定誤差范圍內(nèi)，從而評估風光可再生能源的可信容量；
5、根據(jù)可信容量，對風電和光伏發(fā)電的功率波動進行調(diào)度優(yōu)化。
6、優(yōu)選地，在確定常規(guī)機組的啟動容量的過程中，根據(jù)峰值負荷加上備用容量，獲取常規(guī)機組的啟動容量，其中，系統(tǒng)備用需求源于電網(wǎng)運行的不確定性，包括事故備用和供應與負荷備用。
7、優(yōu)選地，在調(diào)整常規(guī)機組的啟動容量的過程中，通過使用弦截法調(diào)整常規(guī)機組的啟動容量。
8、優(yōu)選地，在對風電和光伏發(fā)電的功率波動進行調(diào)度優(yōu)化的過程中，風電輸出的概率密度函數(shù)表示為：
9、
10、式中，k和c分別表示形狀參數(shù)和尺度參數(shù)。
11、優(yōu)選地，在對風電和光伏發(fā)電的功率波動進行調(diào)度優(yōu)化的過程中，光伏發(fā)電輸出的概率密度函數(shù)表示為：
12、
13、式中，ps表示光伏輸出，n是樣本數(shù)量，h是帶寬，ps,i是光伏電站輸出功率的一個樣本。
14、優(yōu)選地，在獲取可信容量的過程中，可信容量表示為：
15、rt{c0,dt}＝rt{c1+cc，tdt}
16、式中，rt表示系統(tǒng)在時間t的可靠性，方程左側(cè)不包括風能和太陽能系統(tǒng)；c0指根據(jù)負荷設置備用容量后的系統(tǒng)常規(guī)機組啟動容量；dt表示系統(tǒng)在時間t的負荷，方程右側(cè)是風能和太陽能接入后的系統(tǒng)；c1是風能和太陽能接入后的系統(tǒng)常規(guī)機組啟動容量；cc-t是風能和太陽能新能源在時間t的可靠運行容量，cc-t與風能和太陽能新能源裝機容量的比值是風能和太陽能新能源在時間t的可靠運行容量。
17、優(yōu)選地，在評估電力系統(tǒng)的原始可靠性的過程中，用于評估電力系統(tǒng)的原始可靠性的模型，表示為：
18、
19、式中，p(g)表示系統(tǒng)狀態(tài)的分布；yi是系統(tǒng)狀態(tài)向量的第i個元素；yi是常規(guī)機組i的狀態(tài)；qi是常規(guī)機組i的強迫停運率。
20、優(yōu)選地，在進行調(diào)度優(yōu)化的過程中，以最小化電力系統(tǒng)的運行成本為目標函數(shù)，進行調(diào)度優(yōu)化，其中，目標函數(shù)表示為：
21、
22、式中,fi(p)是機組i的成本特性函數(shù)，fi(p)＝aip2+bip+ci，p是該機組的有功輸出，ai,bi,ci作為常數(shù)給定，stit是機組i在t時期的啟動成本。
23、優(yōu)選地，在獲取機組i在t時期的啟動成本的過程中，啟動成本stit表示為：
24、
25、式中，ki,bi表示機組啟動成本中的固定成本和冷啟動成本，τi是機組的熱時間常數(shù)。
26、本專利技術(shù)公開了基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化系統(tǒng)，包括：
27、數(shù)據(jù)采集與處理模塊，用于采集風電和光伏發(fā)電的常規(guī)機組的裝機容量、強迫停運率數(shù)據(jù)、直流電力消耗以及每日風電、光伏和負荷數(shù)據(jù)，根據(jù)負荷情況確定常規(guī)機組的啟動容量，通過評估電力系統(tǒng)的原始可靠性，生成包含多維風光負荷相關性的計算樣本；
28、評估模塊，用于基于計算樣本，通過調(diào)整常規(guī)機組的啟動容量，以確保風光新能源接入前后電力系統(tǒng)可靠性指標的差異在一定誤差范圍內(nèi)，從而評估風光可再生能源的可信容量；
29、調(diào)度優(yōu)化模塊，用于根據(jù)可信容量，對風電和光伏發(fā)電的功率波動進行調(diào)度優(yōu)化。
30、本專利技術(shù)公開了以下技術(shù)效果：
31、本專利技術(shù)通過評估風電和光伏發(fā)電的可信容量，提供更準確的電力輸出預測，增強電力系統(tǒng)調(diào)度員在電力資源分配中的決策能力，同時，通過可信容量價值評估，優(yōu)化備用容量配置，減少因預測不準確導致的能源浪費和不必要的發(fā)電成本，從而降低運營成本。
32、本專利技術(shù)提高了新能源利用效率，通過準確預測風電和光伏發(fā)電的輸出功率，減少棄風棄光現(xiàn)象，提高可再生能源的利用率。
33、本專利技術(shù)還為電力系統(tǒng)運營商提供更合理的電價策略，確保電力系統(tǒng)的經(jīng)濟效益。
34、本專利技術(shù)通過構(gòu)建綜合評估框架，結(jié)合風電和光伏發(fā)電的功率波動數(shù)據(jù)及電力系統(tǒng)的實際運行需求，實現(xiàn)對風電和光伏功率波動的有效調(diào)度優(yōu)化，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行提供有力支持。
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1.基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
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...【技術(shù)特征摘要】
1.基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于可信容量評估的風電和光伏功率波動的調(diào)度優(yōu)化方法，其特征在于：
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁然，張星，耿艷，徐海翔，姚一鳴，劉冉杰，杜麗艷，張鵬，張銳，孫舶皓，楊慢慢，高欣，賈鑫，趙一名，陳占鵬，趙洋，
申請(專利權(quán))人：國網(wǎng)冀北電力有限公司電力科學研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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