[發(fā)明專利]一種基于輻照特性氣象場(chǎng)景的光伏發(fā)電接納能力評(píng)估方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811532227.5
• 申請(qǐng)日: 2018-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN109510198A
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田鑫;李雪亮;吳健;李琨;曾軍;趙龍;王艷;鄭志杰;張杰;牟宏;汪湲;高效海;張麗娜;張玉躍;付一木;魏鑫;袁振華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/00
• 分類號(hào): H02J3/00;H02J3/38
• 代理公司: 濟(jì)南誠(chéng)智商標(biāo)專利事務(wù)所有限公司 37105
• 代理人: 鄧東坡

一種基于輻照特性氣象場(chǎng)景的光伏發(fā)電接納能力評(píng)估方法，包括以下步驟：數(shù)據(jù)獲取；利用隨機(jī)微分方程，生成包含不同光區(qū)間相關(guān)性以及各光區(qū)自相關(guān)性的多個(gè)非獨(dú)立正態(tài)分布時(shí)間序列；根據(jù)晴空指數(shù)的概率模型計(jì)算出不同晴空指數(shù)下的太陽輻射強(qiáng)度；S4對(duì)步驟S2、S3分別獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，得到不同光區(qū)太陽輻射強(qiáng)度的時(shí)間序列；S5根據(jù)不同類型光伏陣列的出力公式計(jì)算出各光區(qū)的光伏電站出力；S6.重復(fù)上述步驟，直到模擬次數(shù)m等于給定的次數(shù)M，求M次計(jì)算結(jié)果的平均值，選擇與平均值差值最小的一組光伏電站出力計(jì)算結(jié)果作為最終的模擬結(jié)果進(jìn)行輸出。本發(fā)明用于解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)下電網(wǎng)運(yùn)行不確定性問題，提高電網(wǎng)運(yùn)行能力和效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于輻照特性氣象場(chǎng)景的光伏發(fā)電接納能力評(píng)估方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)新能源的飛速發(fā)展，新能源出力的隨機(jī)性和間隙性給電力系統(tǒng)的運(yùn)行與規(guī)劃帶來了較大的影響。由于新能源出力存在一定的隨機(jī)性、波動(dòng)性與不確定性，大規(guī)模新能源發(fā)電并網(wǎng)將對(duì)電力系統(tǒng)的電源出力結(jié)構(gòu)、運(yùn)行形態(tài)、運(yùn)行的節(jié)能性與經(jīng)濟(jì)性等方面具有顯著影響：

1)當(dāng)大規(guī)模新能源并網(wǎng)接入后，系統(tǒng)不僅在負(fù)荷側(cè)存在不確定性，而且在發(fā)電側(cè)也存在不確定性。因此，調(diào)度運(yùn)行中需要留取更多的備用應(yīng)對(duì)新能源出力的不確定性。

2)風(fēng)電、太陽能光伏發(fā)電等可再生新能源的出力取決于天氣情況，在調(diào)度運(yùn)行中無法像常規(guī)機(jī)組一樣可控，這給系統(tǒng)的調(diào)度運(yùn)行帶來諸多挑戰(zhàn)，包括對(duì)機(jī)組啟停的影響、對(duì)系統(tǒng)調(diào)峰容量與調(diào)峰能力的需求、以及需要不同類型機(jī)組之間的協(xié)調(diào)配合等。

3)由于目前可再生能源出力預(yù)測(cè)精度較低，可再生能源的隨機(jī)性與不可控性為系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行帶來諸多不確定因素，在客觀上要求調(diào)度計(jì)劃更加靈活，能夠包容可再生能源多種出力可能性。尤其是受系統(tǒng)調(diào)峰能力不足、跨區(qū)間聯(lián)網(wǎng)交換容量限制等因素限制，我國(guó)“三北”地區(qū)“棄風(fēng)”電量加大現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，新能源接納問題日益突出。

目前，電力系統(tǒng)運(yùn)行模擬結(jié)果無法與電網(wǎng)規(guī)劃中潮流計(jì)算有效銜接，潮流計(jì)算一般應(yīng)用夏大、夏小、冬大、冬小四個(gè)典型方式，沒有真實(shí)反映新能源消納導(dǎo)致的電網(wǎng)輸電通道或斷面重載，電網(wǎng)規(guī)劃工作精細(xì)化水平亟待提高，需要在電網(wǎng)規(guī)劃方案擬定、安全穩(wěn)定校核階段，充分考慮新能源隨機(jī)出力特點(diǎn)，提高電網(wǎng)規(guī)劃工作的針對(duì)性。隨著我國(guó)跨區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模擴(kuò)大、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜以及新能源快速發(fā)展，多形態(tài)電源運(yùn)行方式對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式的影響將變得更加復(fù)雜多樣，僅針對(duì)典型運(yùn)行方式的評(píng)估與分析無法滿足電力系統(tǒng)規(guī)劃分析的要求，傳統(tǒng)的人工決策方式難以適應(yīng)新能源接入帶來的不確定性分析要求，需要以電力系統(tǒng)精細(xì)化運(yùn)行模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的電網(wǎng)運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)。

目前考慮大規(guī)模新能源并網(wǎng)的運(yùn)行模擬研究中存在以下問題：(1)缺乏基于時(shí)序負(fù)荷曲線的時(shí)序運(yùn)行模擬評(píng)估手段。相比傳統(tǒng)基于持續(xù)負(fù)荷曲線的隨機(jī)生產(chǎn)模擬，考慮時(shí)序負(fù)荷特性、考慮新能源隨機(jī)特性與電網(wǎng)約束的時(shí)序運(yùn)行模擬模型與方法，能夠考慮系統(tǒng)的調(diào)峰約束、備用約束、電網(wǎng)約束等實(shí)際調(diào)度運(yùn)行需求，深入評(píng)估系統(tǒng)規(guī)劃方案在調(diào)度運(yùn)行層面的合理性。(2)目前的研究主要針對(duì)典型或極端的運(yùn)行場(chǎng)景，難以考慮新能源出力的不確定性與波動(dòng)性，需要研究能夠考慮電網(wǎng)運(yùn)行形態(tài)多樣性，全面評(píng)估電力規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)性、可靠性和合理性的運(yùn)行模擬技術(shù)，實(shí)現(xiàn)考慮多類型電源、多區(qū)域新能源消納的協(xié)調(diào)運(yùn)行方式、逐日小時(shí)級(jí)的精細(xì)化模擬。

充分利用新能源發(fā)電，不僅是電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的重要項(xiàng)目，也是我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種基于輻照特性氣象場(chǎng)景的光伏發(fā)電接納能力評(píng)估方法，用于解決大規(guī)模新能源并網(wǎng)下電網(wǎng)運(yùn)行不確定性問題，提高電網(wǎng)運(yùn)行能力、提高電網(wǎng)運(yùn)行、規(guī)劃效果，從而緩解當(dāng)前新能源消納不足的問題，對(duì)于我國(guó)可再生能源發(fā)展以及實(shí)施節(jié)能減排與低碳發(fā)展戰(zhàn)略起到重要促進(jìn)作用。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種基于輻照特性氣象場(chǎng)景的光伏發(fā)電接納能力評(píng)估方法，包括以下步驟：