[發明專利]一種考慮可再生能源不確定性的能源消耗量風險排除方法

有效

• 申請號: 202110378985.1
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113078677B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 何潔;金駱松;汪向陽;趙雯;黃恒孜;丁一;李思穎;桑茂盛;周迪雅
• 申請（專利權）人: 浙江電力交易中心有限公司;浙江大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02J3/50;H02J3/14;G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種考慮可再生能源不確定性的能源消耗量風險排除方法。包括獲得最終的出力集合；建立考慮可再生能源消納的電力平衡優化模型得到電力系統平均能源消耗量；建立能源消耗量風險預測模型，計算電力系統能源消耗量風險參數并進行判斷，根據判斷結果排除能源消耗量風險。本發明能夠量化系統整體的能源消耗量風險，得到各時段能源消耗量的期望水平、波動情況及出現較高值的可能性；對可再生能源參與電力系統的相關研究有一定的參考價值，有助于在促進可再生能源消納的同時排除由此造成的能源消耗量風險；并可為電力系統在不同環境下能源消耗量風險的比較提供依據，從而幫助采取合理的措施以排除能源消耗量風險。

技術領域

本發明屬于電力系統、電力市場技術領域的一種電力市場運行評估方法，具體涉及一種考慮可再生能源不確定性的能源消耗量風險排除方法。

背景技術

21世紀以來，氣候、環境條件的惡化使低碳化成為世界能源產業發展的必然趨勢。當前，我國也正處于能源轉型的關鍵時期。低碳化趨勢和能源轉型目標的提出將促使高比例可再生能源接入電網，以風電、光伏為主的可再生能源將逐漸成為我國主要的能源供應形式。

與此同時，隨著電力市場建設的持續推進，市場在資源優化配置中的作用愈加明顯，通過市場化機制實現可再生能源優先或保障性消納是我國電力市場建設的重要任務。

然而，由于其出力的不確定性和間歇性，以風電、光伏為代表的可再生能源發電在降低系統成本、減少碳排放的同時，也可能會使實時市場出清能源消耗量發生變化，導致能源消耗量劇烈波動，給電力市場運營帶來不可忽視的影響。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明的目的是提供一種考慮可再生能源不確定性的能源消耗量風險排除方法，分析高比例可再生能源參與對能源消耗量造成的風險，并進行有效的量化評估。

本發明的技術方案如下：

包括以下具體步驟：

步驟1：對可再生能源歷史出力數據進行統計和擬合，得到可再生能源累積經驗分布函數和可再生能源累積經驗分布逆函數，其中，可再生能源累積經驗分布函數是指累積概率與出力之間的函數關系，可再生能源累積經驗分布逆函數是指出力與累積概率之間的函數關系；通過遞歸方程得到可再生能源協方差矩陣，然后根據可再生能源協方差矩陣Σ_t采用蒙特卡洛模擬法生成T維隨機數，再根據可再生能源累積經驗分布逆函數得到每個隨機數對應的出力，并作為出力集合，然后對出力集合進行削減得到最終的出力集合；

步驟2：建立考慮可再生能源消納的電力平衡優化模型，并采用內點法對電力市場出清優化模型進行求解，得到拉格朗日函數，然后根據拉格朗日函數計算節點能源消耗量和電力系統平均能源消耗量；

步驟3：利用電力系統平均能源消耗量建立能源消耗量風險預測模型，根據能源消耗量風險預測模型計算電力系統能源消耗量風險參數，然后根據電力系統能源消耗量風險參數進行判斷，根據判斷結果排除能源消耗量風險。

所述的電力系統是由若干個節點、發電機組、負荷和電力線路組成，發電機組包括常規機組和可再生能源機組，可再生能源機組包括光伏機組和風電機組，電力線路包括輸電線路和變壓器支路，發電機組和負荷均連接在各自的節點上，節點之間由電力線路連接。

所述的可再生能源包括風電和光伏。

所述的步驟1具體如下：

對可再生能源歷史出力數據進行統計得到可再生能源歷史出力數據分布情況；根據可再生能源歷史出力數據分布情況擬合得到可再生能源累積經驗分布函數和可生能源累積經驗分布逆函數；根據可再生能源歷史出力數據分布情況，通過遞歸方程由前一時刻的可再生能源協方差矩陣得到下一時刻的可再生能源協方差矩陣，初始的可再生能源協方差矩陣為T×T階單位矩陣；

遞歸方程采用以下公式表示：