[發明專利]一種新能源消納能力評估方法和系統

在審

• 申請號: 202110092890.3
• 申請日: 2021-01-25
• 公開（公告）號: CN112421631A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 李馳;李慶;黃越輝;劉純;張金平;禮曉飛;桑楨城
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;H02J3/38;H02J3/46;G06Q50/06;G06Q10/04;G06N3/04;G06K9/62;G06F30/27;G06F113/04
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提出了一種新能源消納能力評估方法和系統，包括：獲取電網新能源消納能力影響變量的值；將新能源消納能力影響變量的值輸入預先建立的新能源消納預測模型，得到電網中各分區出力的預測值，并作為新能源消納能力評估結果；新能源消納預測模型包括：基于電網各分區新能源消納能力影響變量的歷史值構建輸入模型，以輸入模型和歷史出力序列，對卷積神經網絡進行訓練得到；本發明構建的新能源消納預測模型基于電網各分區新能源消納能力影響變量的歷史值訓練而成，建立了多區域新能源消納能力關鍵影響因素與新能源實際出力的動態關聯關系，可評估未來一段時間內多區域電網的新能源消納能力。

技術領域

本發明屬于新能源發電技術領域，具體涉及一種新能源消納能力評估方法和系統。

背景技術

近年來，新能源持續快速發展，以中國為例，截至2019年底，光伏發電累計裝機容量2.04億千瓦，風電累計并網裝機容量達到2.1億千瓦，均列世界首位。然而，由于系統調峰能力有限以及受電網送出能力約束的影響，新能源“棄電”現象嚴重，既造成了綠色能源的浪費，也成為了制約新能源發展的重要因素之一。因此，需要挖掘影響新能源消納能力的關鍵因素，準確評估未來年/月電網的新能源接納能力和棄電率，為電網提高新能源消納能力的決策提供依據。

目前常用的新能源消納能力評估方法是時序生產模擬法，時序仿真法計算精度高，物理意義清晰。然而時序仿真法針對每一時段都需要進行仿真計算，若針對不同運行工況下的大量多區域新能源消納場景進行計算時，耗費時間較多，大規模案例計算時間成本太高。事實上，新能源消納能力的評估可以看作一個電網運行關鍵變量與新能源實際出力的映射關系，為了學習這種映射關系，需要通過離線時域仿真獲得大量仿真樣本，然后利用機器學習的算法近似模擬這種映射關系。映射關系建立后，針對不同的運行場景，利用學習到的映射關系即可快速地得出新能源消納能力評估的結果。

現有技術采用主成分分析法（principal component analysis , PCA）對取得的風電理論功率、光伏理論功率、負荷、外送聯絡線、旋轉備用容量、各類常規機組（火電、水電）裝機容量、最大、最小開機數量，最大、最小技術出力n維數據進行降維，選取其中的k個主成分（kn），每個主成分所包含的數據信息主要反映在方差上，用累計方差貢獻率來判斷k的值。如式（1）和式（2）所示。前k個特征值λ₁,λ₂,…,λ_k對應的特征向量Z=(z₁, z₂,…,z_k)作為降維后的主成分向量。

(1)

(2)

式中λ_i為數據樣本的協方差的特征值，并已經按大小排序好，即λ₁≥λ₂≥…≥λ_n，η_i為方差貢獻率，η_Σ(k)為前k個主成分的累計方差貢獻率，ε=85%，即選取累計方差貢獻率超過85%的值為選取的主成分值。