【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及新能源規劃設計領域，具體為計及系統新能源容量有效性計算方法、系統、設備及介質。
技術介紹
1、隨著新能源的裝機容量不斷增加，一方面受交通、建筑等行業清潔電氣化進程影響，用電負荷需求逐年上升；另一方面火電裝機規模受限，峰值負荷供應需新能源扮演更為重要的角色。然而眾所周知，新能源的出力受天氣影響較大，其容量可信度較低，但高可信度的火電無法滿足系統峰值時段容量需求，必須精確測算新能源的有效容量以指導系統裝機規劃或容量市場采購，從而以經濟的方式保障系統供電可靠性。
2、目前新能源容量有效性計算多采用歷史數據直接統計法，未全面考慮新能源的出力不確定特性，現有技術中的部分研究中雖然考慮了系統可靠性指標，但納入了較多小概率事件對實際生產的指導意義有限；同時，在進行有效性的確認時，僅依靠歷史風光出力和峰值負荷的時間同步特性計算新能源有效容量，無法對電力容量市場運營效果進行全面評估，導致高比例新能源下電力系統的健康穩定建設發展與實際需求存在差距，不能保障系統容量的長期充裕，影響電力系統運行的可靠性和穩定性；無法滿足計及系統，在考慮電力系統設計、運行、優化或分析時，需要全面、綜合地考慮整個電力系統各個方面和因素的整體要求。
技術實現思路
1、針對現有技術中存在的問題，本專利技術提供一種計及系統新能源容量有效性計算方法、系統、設備及介質，滿足計及系統的需求，能夠直接表征系統可靠性，實現全場景覆蓋，有效性程度高，保障系統供電可靠性。
2、本專利技術是通過以下技術方案來
3、本專利技術提供一種計及系統新能源容量有效性計算方法，包括，
4、根據歷史天氣和運營數據構建電力系統日期特征標簽；由電力系統供需情況分類建立供需場景；以所述日期特征標簽建立場景聚類算法輸入標簽集，以所述供需場景作為初始聚類中心，通過場景聚類算法建立全場景的歷史場景庫；
5、基于區域間外購電力數據，在所述歷史場景庫中標記區域內容量不足場景，篩選得出區域內容量不足場景下火電、風電和光伏的出力數據；并對應建立區域內容量不足場景下火電容量特性，擬合風電出力特性和光伏出力特性；
6、根據區域內容量不足場景下火電容量特性，風電出力特性和光伏出力特性，結合目標年的系統負荷增長預期值、火電裝機容量、風電裝機容量和光伏裝機容量進行系統失負荷概率計算，得到目標年的初始系統失負荷概率；
7、基于所述初始系統失負荷概率，分別調整風電和光伏裝機容量再次計算系統失負荷概率直到滿足預設的系統失負荷概率要求；根據初始系統失負荷概率和預設的系統失負荷概率對應的系統負荷和新能源裝機容量，得到目標年的計及系統新能源容量有效性。
8、可選的，所述通過場景聚類算法建立全場景的歷史場景庫，其中，場景聚類算法的輸入標簽集，由根據歷史天氣和運營數據構建的電力系統日期特征標簽建立；所述的電力系統日期特征標簽包括，統調負荷峰谷差率、系統凈負荷峰谷差率、風電/光伏平均負荷率、火電機組最大開機容量率、火電機組檢修容量率、火電機組非停容量率和系統容量不足率指標。
9、可選的，所述以電力系統供需情況分類建立的供需場景，具體包括，按照春夏秋冬四季劃分四類場景，每類場景中分別包括供需緊張場景、供需寬松場景和極端場景；對應夏季和冬季的兩類場景中還分別包括超極端場景。
10、可選的，所述基于區域間外購電力數據，在所述歷史場景庫中標記區域內容量不足場景，具體的，通過歷史場景案例庫選擇系統容量不足率不小于設定概率的場景，構成省內容量不足場景。
11、可選的，所述建立區域內容量不足場景下火電容量特性，擬合風電出力特性和光伏出力特性，具體的，基于蒙特卡洛抽樣法建立區域容量不足場景下火電容量特性，基于威布爾分布擬合風電出力特性，基于核密度估計擬合光伏出力特性。
12、可選的，所述根據區域內容量不足場景下火電容量特性，風電出力特性和光伏出力特性，結合未來目標年的系統負荷增長預期值、火電裝機容量、風電裝機容量和光伏裝機容量進行系統失負荷概率計算，得到目標年的初始系統失負荷概率；具體包括，
13、將目標年系統的負荷增長預期值、外送增長值、火電裝機容量、風電裝機容量和光伏裝機容量的數值代入區域內容量不足場景，得到區域內容量不足場景中各場景負荷數據；
14、通過將各場景負荷數據與火電出力特性、風電出力特性和光伏出力特性數據進行卷積計算，并根據卷積計算結果得到各場景容量供應不足的概率；
15、將各場景容量供應不足概率與場景概率結合計算得到目標年初始系統失負荷概率lolp0。
16、可選的，所述基于所述初始系統失負荷概率，分別調整風電和光伏裝機容量再次計算系統失負荷概率直到滿足預設的系統失負荷概率要求，根據初始系統失負荷概率和預設的系統失負荷概率對應的系統負荷和新能源裝機容量，得到目標年的計及系統新能源容量有效性；具體包括，
17、保持系統負荷不變，保持風電數據和光伏數據中一個不變，以設定步長增加另外一個新能源裝機容量，通過將區域內容量不足場景中各場景負荷數據與調整后的火電出力特性、風電出力特性和光伏出力特性數據進行卷積計算，直到系統失負荷概率滿足預設的系統失負荷概率lolp1要求；
18、根據如下公式得到對應新能源容量有效性；
19、
20、式中，△pload為lolp0對應的系統負荷均值和lolp1對應的系統負荷均值差值；△p為調整前后新能源裝機容量變化值。
21、本專利技術還提供一種計及系統新能源容量有效性計算系統，包括，
22、歷史場景庫構建模塊，用于根據歷史天氣和運營數據構建電力系統日期特征標簽；由電力系統供需情況分類建立供需場景；以所述日期特征標簽建立場景聚類算法輸入標簽集，以所述供需場景作為初始聚類中心，通過場景聚類算法建立全場景的歷史場景庫；
23、場景篩選模塊，用于基于區域間外購電力數據，在所述歷史場景庫中標記區域內容量不足場景，篩選得出區域內容量不足場景下火電、風電和光伏的出力數據；并對應建立區域內容量不足場景下火電容量特性，擬合風電出力特性和光伏出力特性；
24、系統失負荷概率計算模塊，用于根據區域內容量不足場景下火電容量特性，風電出力特性和光伏出力特性，結合目標年的系統負荷增長預期值、火電裝機容量、風電裝機容量和光伏裝機容量進行系統失負荷概率計算，得到目標年的初始系統失負荷概率；
25、新能源容量有效性計算模塊，用于基于所述初始系統失負荷概率，分別調整風電和光伏裝機容量再次計算系統失負荷概率直到滿足預設的系統失負荷概率要求；根據初始系統失負荷概率和預設的系統失負荷概率對應的系統負荷和新能源裝機容量，得到目標年的計及系統新能源容量有效性。
26、所述歷史場景庫構建模塊，還包括標簽構建單元，用于構建場景聚類算法的輸入標簽集，輸入標簽集由根據歷史天氣和運營數據構建的電力系統日期特征標簽建立；所述的電力系統日期特征標簽包括統調負荷峰谷本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，包括，
2.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述通過場景聚類算法建立全場景的歷史場景庫，其中，場景聚類算法的輸入標簽集，由根據歷史天氣和運營數據構建的電力系統日期特征標簽建立；所述的電力系統日期特征標簽包括，統調負荷峰谷差率、系統凈負荷峰谷差率、風電/光伏平均負荷率、火電機組最大開機容量率、火電機組檢修容量率、火電機組非停容量率和系統容量不足率指標。
3.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述以電力系統供需情況分類建立的供需場景，具體包括，按照春夏秋冬四季劃分四類場景，每類場景中分別包括供需緊張場景、供需寬松場景和極端場景；對應夏季和冬季的兩類場景中還分別包括超極端場景。
4.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述基于區域間外購電力數據，在所述歷史場景庫中標記區域內容量不足場景，具體的，通過歷史場景案例庫選擇系統容量不足率不小于設定概率的場景，構成省內容量不足場景。
5.根據權利要求1所
6.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述根據區域內容量不足場景下火電容量特性，風電出力特性和光伏出力特性，結合未來目標年的系統負荷增長預期值、火電裝機容量、風電裝機容量和光伏裝機容量進行系統失負荷概率計算，得到目標年的初始系統失負荷概率；具體包括，
7.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述基于所述初始系統失負荷概率，分別調整風電和光伏裝機容量再次計算系統失負荷概率直到滿足預設的系統失負荷概率要求，根據初始系統失負荷概率和預設的系統失負荷概率對應的系統負荷和新能源裝機容量，得到目標年的計及系統新能源容量有效性；具體包括，
8.計及系統新能源容量有效性計算系統，其特征在于，包括，
9.根據權利要求8所述的計及系統新能源容量有效性計算系統，其特征在于，所述歷史場景庫構建模塊，還包括標簽構建單元，用于構建場景聚類算法的輸入標簽集，輸入標簽集由根據歷史天氣和運營數據構建的電力系統日期特征標簽建立；所述的電力系統日期特征標簽包括統調負荷峰谷差率、系統凈負荷峰谷差率、風電/光伏平均負荷率、火電機組最大開機容量率、火電機組檢修容量率、火電機組非停容量率和系統容量不足率指標。
10.根據權利要求8所述的計及系統新能源容量有效性計算系統，其特征在于，所述歷史場景庫構建模塊，還包括以電力系統供需情況分類建立的供需場景的場景構建單元，用于按照春夏秋冬四季劃分四類場景，每類場景中分別包括供需緊張場景、供需寬松場景和極端場景；對應夏季和冬季的兩類場景中還分別包括超極端場景。
11.根據權利要求8所述的計及系統新能源容量有效性計算系統，其特征在于，所述系統失負荷概率計算模塊，具體包括，
12.根據權利要求8所述的計及系統新能源容量有效性計算系統，其特征在于，新能源容量有效性計算模塊，具體包括，
13.一種計算機設備，其特征在于，包括：
14.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1至7中任一項所述的計及系統新能源容量有效性計算方法。
15.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現權利要求1至7中任一項所述的計及系統新能源容量有效性計算方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，包括，
2.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述通過場景聚類算法建立全場景的歷史場景庫，其中，場景聚類算法的輸入標簽集，由根據歷史天氣和運營數據構建的電力系統日期特征標簽建立；所述的電力系統日期特征標簽包括，統調負荷峰谷差率、系統凈負荷峰谷差率、風電/光伏平均負荷率、火電機組最大開機容量率、火電機組檢修容量率、火電機組非停容量率和系統容量不足率指標。
3.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述以電力系統供需情況分類建立的供需場景，具體包括，按照春夏秋冬四季劃分四類場景，每類場景中分別包括供需緊張場景、供需寬松場景和極端場景；對應夏季和冬季的兩類場景中還分別包括超極端場景。
4.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述基于區域間外購電力數據，在所述歷史場景庫中標記區域內容量不足場景，具體的，通過歷史場景案例庫選擇系統容量不足率不小于設定概率的場景，構成省內容量不足場景。
5.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述建立區域內容量不足場景下火電容量特性，擬合風電出力特性和光伏出力特性，具體的，基于蒙特卡洛抽樣法建立區域容量不足場景下火電容量特性，基于威布爾分布擬合風電出力特性，基于核密度估計擬合光伏出力特性。
6.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述根據區域內容量不足場景下火電容量特性，風電出力特性和光伏出力特性，結合未來目標年的系統負荷增長預期值、火電裝機容量、風電裝機容量和光伏裝機容量進行系統失負荷概率計算，得到目標年的初始系統失負荷概率；具體包括，
7.根據權利要求1所述的計及系統新能源容量有效性計算方法，其特征在于，所述基于所述初始系統失負荷...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃文淵，耿思敏，董時萌，嚴兵，楊慧彪，王小立，鄭亞先，馮樹海，史新紅，郭艷敏，楊軍峰，耿天翔，王運，田宏杰，史磊，
申請(專利權)人：中國電力科學研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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