[發明專利]一種光熱-光伏-風電聯合出力概率建模方法

有效

• 申請號: 202210893519.1
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115189402B
• 公開（公告）日: 2023-08-18
• 發明（設計）人: 徐敏;張中丹;崔炎;馮智慧;王濤;蔡萍;海曉燕;魏占宏;楊震
• 申請（專利權）人: 國網甘肅省電力公司經濟技術研究院;蘭州理工大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;G06F18/23213;G06Q10/04;G06Q50/06;G06F17/18;F24S20/20;F24S50/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 符繼超

本發明公開了一種光熱?光伏?風電聯合出力概率建模方法，包括：分別獲取風電出力、光伏出力和光熱出力的實測數據；對該實測數據進行歸一化去量綱處理；對歸一化處理后的實測數據進行K?means聚類，劃分聚類區域，并得到聚類區域的聚類中心和聚類初始值；根據聚類初始值，以及獲取到的風電出力和光伏出力的實測數據，建立風電光伏聯合出力概率模型；根據歸一化處理后的光伏出力和光熱出力的實測數據，建立光熱光伏聯合出力概率模型；根據風電光伏聯合出力概率模型和光熱光伏聯合出力概率模型，建立光熱?光伏?風電聯合出力概率模型。該方法基于光熱、光伏和風電之間出力相關性和互補性分析，準確建立等效的出力概率模型，提升新能源利用率。

技術領域

本發明涉及新能源聯合出力概率建模技術領域，特別涉及一種光熱-光伏-風電聯合出力概率建模方法。

背景技術

新能源因其具有波動性和間歇性，大規模并網導致尖峰出力功率波動增大，因此需要大量靈活性調節電源進行調峰。在新能源基地，合理利用區域內光熱資源，提高風電、光伏、CSP發電等新能源供給，加快構建多元互補的新能源供應體系，是解決新能源綠色高效消納的有效途徑。

光熱、光伏電站均基于太陽能進行能源轉換發電，但太陽能轉換的方式不同。光熱電站主要是通過太陽熱輻射聚熱加熱介質，進行汽輪機的蒸汽朗肯循環進行發電。同時光熱電站的蓄熱儲能子系統，能將多余的熱能通過導熱介質以冷、熱兩種不同狀態儲存和控制，大大提高了能源利用率，并且熱電轉換效率高，使光熱電站具有了出力靈活可控的出力特性。近年來，隨著光熱電站的建設增多，對于光熱電站出力建模研究主要集中在聚光場、儲熱系統和汽輪機的蒸汽朗肯循環三部分單獨建模。而通過對光熱電站整體出力概率建模，尚未存在相關研究。

風力發電因風能的固有屬性，隨機性、波動性、間歇性及不確定性較強，同時其可控性差和反調峰特性對風電并網影響也較大。傳統擬合風電出力的概率分布主要通過對風速的概率分布擬合，但風電出力受多種氣候及環境因素影響，風速的概率分布只能近似等同于風電出力的概率分布，并不精準。光伏出力概率分布擬合，存在同樣的問題，運用光照強度的概率分布近似替代光伏出力概率分布，該種方式也不能準確的描述光伏出力的概率模型，得不到精準的風電和光伏出力的概率分布模型。

光熱發電作為帶儲能的新能源發電方式，可調度性強，考慮將光熱電站與風力發電和光伏發電出力聯合，構造聯合出力系統，從而降低風能發電和太陽能光伏發電并網的不確定性，減少棄風棄光率，促進風能發電和光伏發電并網，提升新能源利用率。光熱電站-風力發電-光伏發電聯合系統出力特性分析，需要建立聯合出力的概率模型。建立準確、等效的出力概率模型，對于分析光熱、風電和光伏聯合調度和聯合出力預測十分必要。

因此，在現有光熱發電技術的基礎上，如何將光熱電站與風力發電和光伏發電出力聯合，構造聯合出力系統，并進行出力特性分析，成為本領域技術人員亟需解決的問題。

發明內容

鑒于上述問題，本發明提出了一種至少解決上述部分技術問題的光熱-光伏-風電聯合出力概率建模方法，該方法可對光熱-風電-光伏發電聯合系統出力特性進行分析，準確建立等效的出力概率模型。

本發明實施例提供一種光熱-光伏-風電聯合出力概率建模方法，包括如下步驟：

S1、分別獲取風電出力、光伏出力和光熱出力的實測數據；對所述風電出力、光伏出力和光熱出力的實測數據進行歸一化去量綱處理；

S2、將歐式距離作為相似度指標，分別對歸一化處理后的風電出力的實測數據以及光伏出力的實測數據進行K-means聚類，劃分聚類區域，并得到所述聚類區域的聚類中心和聚類初始值；所述聚類初始值包括：權重系數、均值矩陣和協方差矩陣；

S3、根據所述聚類初始值，以及獲取到的風電出力的實測數據和光伏出力的實測數據，建立風電光伏聯合出力概率模型；

S4、根據歸一化處理后的光伏出力的實測數據以及光熱出力的實測數據，建立光熱光伏聯合出力概率模型；