[发明专利]一种最优日前备用容量的确定方法

说明书

本发明提供一种最优日前备用容量的确定方法，该方法包括：(1)分析影响系统备用容量的不确定性因素，建立计及需求响应的负荷、风电和传统机组的不确定数学模型；(2)确定供电裕度概率分布函数；(3)通过失负荷成本、切风惩罚指标和正负备用容量成本，确定系统日前的最优备用容量。本发明综合考虑了影响备用的不确定因素，建立了各影响因素与系统备用需求的关联关系，使日前备用容量的确定更为准确合理。研究用户侧需求响应对系统备用优化结果的影响，分析需求响应项目在减少备用容量需求方面的作用。在风险度选择和备用容量之间进行权衡，确定系统日前的最优正负备用容量。

技术领域

本发明涉及一种电力系统调度运行方法，具体涉及一种最优日前备用容量的确定方法。

背景技术

近年来，风能作为一种无污染的可再生能源得到了快速的发展。然而大规模风电并网后，由于风电出力的间歇性、波动性和不可控性，风电场提供给调度部门风电功率预测曲线与实际的风电出力曲线存在较大的误差，为保证系统的安全稳定运行，需要增加备用容量来应对因预测误差引起的功率差额，但这大大增加了系统的运行成本。

另外，负荷不确定性和传统机组的随机停运也是影响系统稳定运行的主要因素。并且随着需求响应项目的实施，用户侧基于电价或激励所做出的响应行为也存在不确定性，这使得负荷的不确定来源除了预测精度有限带来的预测值和实际值的偏差外，还包括用户侧需求响应的不确定。

系统备用容量是在保证供应的系统负荷之外的备用容量，是用以满足除了在每小时需要调整的计划系统负荷外的随时变化的负荷波动，以及负荷预计误差、设备的意外停运和风电预测偏差等所需的额外有功容量。为保证电力系统在出现设备故障、机组检修、负荷波动等情况下仍能正常运行，系统必须预留一定的备用容量，来提高系统运行的可靠性和经济性，以保证系统在受到一定范围的扰动时，平稳的过渡到新的稳定运行状态。电力系统的风险和系统备用容量的大小有着密切的联系，备用容量过小会增大停电风险，可能造成严重的社会经济损失，备用容量足够大则可以降低停电风险，但同时可能造成资源的浪费。

在传统的电力系统中，为了保证系统的安全可靠经济运行，通常在电力系统调度中预留一定的备用容量。我国《电力系统稳定导则》(以下简称《导则》)规定，备用容量为最大负荷的10％或最大机组容量。然而“负荷百分比”和“最大单机容量”这样的确定性旋转备用准则无法反映元件随机停运、负荷、风电出力等不确定因素的影响，并且很难满足风电并网规模日益增大的电力系统，同时不具有良好的经济性。

综合考虑各种不确定因素的影响，制定合理的系统备用容量配置方法，在保证系统安全稳定运行的同时兼顾经济性，是目前电网和调度十分关心的问题。国内外对系统不确定因素对备用容量的影响已有一些研究，但存在以下问题：没有全面地考虑负荷(包括负荷侧需求响应)、风电及传统机组停运等不确定因素；仅研究抵御失负荷风险的正备用，而忽略了实际风电功率过高所需的负备用；仅从系统可靠性或经济性单方面考虑系统备用容量的确定，未做到兼顾可靠性和经济性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种最优日前备用容量的确定方法，本发明综合考虑负荷预测偏差、用户侧需求响应不确定性、风力发电预测偏差及机组强迫停运等因素，最小化失负荷成本/切风成本和备用获取成本，从安全性和经济性两方面确定电力系统正负备用容量。本发明提供一套更为科学与全面地系统备用确定方法，为电力系统调度、运行控制人员提供快速判别系统日前备用容量的方法，为电力系统调度人员根据系统要求合理地安排备用提供理论依据，确保电力系统经济、安全、稳定地运行。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

一种最优日前备用容量的确定方法，所述方法包括如下步骤：

(1)分析影响系统备用容量的不确定性因素，建立计及需求响应的负荷、风电和传统机组的不确定数学模型；

(2)确定供电裕度概率分布函数；