【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電力系統及其自動化領域，具體是一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法。
技術介紹
1、隨著新能源的不斷發展，其強隨機波動特性將給電網安全穩定運行帶來嚴峻挑戰。隨著電網調節需求的逐漸攀升，受資源稟賦影響，不同地區之間電網整體調節能力的充裕度將存在顯著差異：部分省級電網新能源裝機較高而調節資源較為欠缺，導致電網整體調節能力的充裕度不足，制約新能源的發展；部分省份新能源裝機較小而調節資源較為充裕，導致調節資源未得到充分利用。在該背景下，有必要開展靈活調節資源的省間互濟交易，通過靈活調節資源的廣域優化配置促進新能源在更大范圍內的消納利用，其前提條件是明確不同省級電網整體調節能力的充裕度，進而為靈活調節資源的省間交易提供邊界條件。
2、針對電力系統調節能力的充裕度評估，國內外學者已開展了相關研究，在給定調節需求的條件下，通過調節能力不足概率、調節能力不足期望等指標對電網整體調節能力的充裕度進行評估。然而，現有研究主要反映了電網在不同電源結構下調節能力的充裕度，從而為調節電源的規劃提供參考依據，而在日前市場方面，并未直觀反映不同時段下省級電網能夠額外提供或尚欠缺的調節能力，難以為省間交易提供邊界條件。此外，合理量化電網調節需求是評估電網整體調節能力充裕度的前提條件。
3、現有研究主要考慮調頻容量需求，根據運行經驗、預測誤差分布、數據驅動等方法刻畫系統調頻容量需求。然而，現有研究主要考慮調度時刻點處新能源預測值與實際值之間的偏差，未考慮調度時段內新能源功率波動對系統調頻容量需求的
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，包括以下步驟：
2、1)計及時段內功率波動，對電網調頻特征需求進行預測；
3、2)構建基于日前調頻需求松弛約束的電力系統整體調節能力充裕度定量評估模型；
4、3)求解電力系統整體調節能力充裕度定量評估模型，得到在步驟1)電網調頻特征需求下電力系統的調節能力充裕度。
5、進一步，對電網預測日調頻需求數據進行預測的步驟包括：
6、s1)構建電網調頻需求輸入特征，包括新能源波動、負荷波動及氣象因素；
7、s2)構建dnn確定性預測模型；
8、s3)將電網調頻需求輸入特征輸入至dnn確定性預測模型中，得到電網預測日調頻需求數據，包括預測日當天每個調度時段的調頻容量需求、調頻速度需求；
9、s4)利用abkde方法對電網預測日調頻需求數據進行區間預測，得到電網預測日調頻需求數據的置信區間，并將置信區間內數據上限值作為電網調頻特征需求，實現調頻容量和調頻速度需求的量化。
10、進一步，所述電網調頻需求輸入特征包括歷史前1天的新能源、負荷和凈負荷波動特征，以及預測日當日氣象因素；
11、負荷波動特征包括預測日前1天每個調度時段內負荷功率的最大值、最小值、均值和/或中位數；
12、新能源波動特征包括預測日前1天每個調度時段內新能源功率的最大值、最小值、均值和/或中位數，以及預測日前1天每個調度時段內調頻容量需求最大值、最小值、均值和/或中位數；
13、凈負荷波動特征包括預測日前1天每個調度時段內凈負荷功率的最大值、最小值、均值和/或中位數，以及預測日前1天每個調度時段內凈負荷短時功率波動的最大值、最小值、均值和/或中位數；
14、預測日當日氣象因素包括預測日當天的節假日類型，預測日當天每個調度時段的最高、最低和/或平均溫度，預測日當天每個調度時段的最高、最低和/或平均濕度，預測日當天每個調度時段的最高、最低和/或平均降雨量；
15、預測日當天的節假日類型為0-1變量，1表示預測日為節假日，0表示不是節假日。
16、進一步，dnn確定性預測模型通過電網日前調頻需求數據集訓練得到；
17、電網日前調頻需求數據集包括多組輸入、輸出數據；輸入數據為電網調頻需求輸入特征，包括新能源波動、負荷波動及氣象因素，輸出數據為電網預測日調頻需求數據，包括預測日當天每個調度時段的調頻容量需求、調頻速度需求。
18、進一步，利用abkde方法對電網預測日調頻需求數據進行區間預測的步驟包括：
19、b1)構建abkde模型，即：
20、
21、式中，h0是全局基線帶寬，λ為調整參數，g(x)為在x處密度估計，f(x)為概率密度函數；x為dnn確定性預測模型輸出的電網預測日調頻需求數據；k為核函數，n為樣本數量，xi為經過dnn預測得到的樣本點；hi為帶寬；
22、b2)構建累積分布函數f(x)，即：
23、
24、式中，累計分布函數f(x)表示隨機變量x小于或等于某個具體數值x的概率；
25、b3)計算置信區間為95％的預測值x'，以電網預測日調頻需求數據的置信區間；
26、預測值x'如下所示：
27、x'＝f-1(p)?(4)
28、式中，p為0到1之間的值。
29、進一步，基于日前調頻需求松弛約束的電力系統整體調節能力充裕度定量評估模型的目標函數如下所示：
30、
31、式中，g、t分別為機組編號與調度時段編號；g、t分別為機組數目與調度時刻集合；表示機組出力；為機組能量報價；為機組上、下調頻容量報價；為機組中標的上、下調頻容量；1/te為日前調度決策模型中單個調度時段持續時間占1h的比例；m、n為調頻容量需求、調頻速度需求缺額的懲罰系數；為系統上、下調頻容量；為上、下調頻速度需求松弛量。
32、進一步，電力系統調節能力通過系統上、下調頻容量以及上、下調頻速度需求松弛量量化。
33、進一步，基于日前調頻需求松弛約束的電力系統整體調節能力充裕度定量評估模型的約束條件包括功率平衡約束、調頻容量約束、調頻速度限制、機組出力限制、線路潮流約束。
34、進一步，功率平衡約束如下所示：
35、
36、式中，b為節點編號；b為節點集合；為調度時段凈負荷。
37、表示機組出力；
38、調頻容量約束如下所示：
39、
40、式中，為系統上、下調頻容量需求；為機組中標的上、下調頻容量；為系統上、下調頻容量；rg,max,up、rg,max,dn為系統上、下調頻容量的上限；...
【技術保護點】
1.一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，對電網預測日調頻需求數據進行預測的步驟包括：
3.根據權利要求2所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，所述電網調頻需求輸入特征包括歷史前1天的新能源、負荷和凈負荷波動特征，以及預測日當日氣象因素；
4.根據權利要求2所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，DNN確定性預測模型通過電網日前調頻需求數據集訓練得到；
5.根據權利要求2所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，利用ABKDE方法對電網預測日調頻需求數據進行區間預測的步驟包括：
6.根據權利要求1所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，基于日前調頻需求松弛約束的電力系統整體調節能力充裕度定量評
7.根據權利要求1所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，電力系統調節能力通過系統上、下調頻容量以及上、下調頻速度需求松弛量量化。
8.根據權利要求1所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，基于日前調頻需求松弛約束的電力系統整體調節能力充裕度定量評估模型的約束條件包括功率平衡約束、調頻容量約束、調頻速度限制、機組出力限制、線路潮流約束。
9.根據權利要求8所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，功率平衡約束如下所示：
...【技術特征摘要】
1.一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，對電網預測日調頻需求數據進行預測的步驟包括：
3.根據權利要求2所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，所述電網調頻需求輸入特征包括歷史前1天的新能源、負荷和凈負荷波動特征，以及預測日當日氣象因素；
4.根據權利要求2所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，dnn確定性預測模型通過電網日前調頻需求數據集訓練得到；
5.根據權利要求2所述的一種計及電網日前調頻需求的電力系統整體調節能力充裕度定量評估方法，其特征在于，利用abkde方法對電網預測日調頻需求數據進行區間預...
【專利技術屬性】
技術研發人員：文旭，周全，羅保松，楊洋，毛銳，劉馨穎，向明旭，
申請(專利權)人：國家電網有限公司西南分部，
類型：發明
國別省市：
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