[发明专利]一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及配电网灵活性评价领域，具体地说是一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，涉及配电网中灵活性资源定义、灵活性需求分析、配电网灵活性评价指标求解以及配电网灵活性评价体系的构建。

背景技术

随着可再生分布式电源接入比例增高和智能电网技术的逐步发展，当前电力系统主要呈现出四个方面特点：第一是电力电量平衡的强不确定性。可再生能源出力的随机性和间歇性导致源荷两侧的不确定性加剧，传统的静态潮流平衡将向着概率化的方向发展。第二是潮流双向化。大量储能装置的投运能够在系统源荷不匹配时实现双向、动态的功率调节补充，达到良好的移峰填谷效果，这也使得电网中的源荷界限更加模糊。伴随着区域联络线和区域互联系统建设的逐步完善，传统单一流向的功率互济将演变为更为普遍的双向电力潮流。第三是网络运行方式多样化。由于网络可控元器件的日渐增多，电网的网架结构和网络形态在满足安全运行需求的前提下更加复杂多变，系统的边界条件在原固定边界的基础上更加灵活。第四是更高的网络调节控制需求。当分布式电源渗透率较高时，扣除可再生能源出力后的电力系统“净负荷”在短时段内的波动行为将更加频繁，这大大增加了对于提高系统调频、负荷跟踪能力的需求。

在此背景下，为了达到系统中的实时、动态电力电量平衡，需要分析诊断电力系统所具备的应对内在及外在环境变化的适应能力，即灵活性。目前，关于灵活性的概念主要集中于电力系统层面或输电系统层面，国内外较为认可的两种主要说法由北美电力可靠性委员会(North American Electric Reliability Council，NERC)和国际能源署(International Energy Agency，IEA)分别提出。2010年，NERC在其发布的报告中指出，“电力系统灵活性是指利用系统资源满足负荷变化的能力”，这个能力“主要体现在运行的灵活性”。此外，NERC认为电力系统的灵活性主要包含三个方面，即储存能量的能力、高效机组组合以及经济调度能力。而在2008至2011年，IEA在G8峰会以及随后发布的报告中再度提到电力系统灵活性的概念，认为“电力系统灵活性，是指电力系统在其边界约束下，快速响应供应和负荷的大幅波动，对可预见、不可预见的变化和事件迅速反应，即负荷需求减小时缩小供给，负荷需求增加时增大供给”，即认为一个灵活的电力系统既能消纳大量间歇性电源发出的电能，又能经济和高效地处理过剩的电能，同时还能保证可预测和不可预测的间歇性电源出力不足时系统电力供应的充裕度。因此，保障电力系统灵活性是系统运行于不同时间尺度上应对各种随机因素和不确定条件、保持电力和能量平衡的必然要求，它贯穿于电力系统发展与运行的每一个阶段和过程。综合二者所提出的概念，电力系统的灵活性大致可以总结为，在某一时间尺度内，电力系统直接或间接地利用和调配系统中的现有资源实现快速响应系统供需侧波动、控制电网关键运行参数的能力。

而对于配电网而言，随着分布式电源、电动汽车的快速发展以及国家对电力市场改革的逐步推进，大量风电、光伏发电等间歇性电源的接入逐渐改变了传统的电源结构，降低了整个电源系统的出力可控性，并在配电网层面上大大增加了系统运行的随机性和不确定性，同时用户负荷的多样性以及负荷预测偏差等众多因素对于配电系统运行过程中的功率分布有着重要影响。因此，为满足系统在运行过程中的动态供需平衡和电能质量要求，配电网必须具备一定的响应和应变能力，即所谓的配电网灵活性。

然而，由于目前的电力系统灵活性研究大部分集中于输电系统或电力系统整体层面，通过对可控性较强的以水电、火电为主的电源结构进行调节和调度，从而满足存在随机性和不确定性的负荷波动。关于配电网层面的灵活性分析和评价存在空白。

发明内容

针对目前配电网灵活性评价研究存在空白的问题，本发明提供一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，其从功率即时调节能力、电量调节能力、可再生能源消纳能力等多个方面对配电网运行周期内的灵活性进行综合量化评价，采用客观熵权法确定指标权重，评价结果科学合理，能够为配电网规划和优化运行提供进一步参考和指导。

为此，本发明采用如下的技术方案：一种面向调节需求的配电网灵活性评价方法，其采集评价周期内的配电网结构组成参数及运行数据，对配电网灵活性资源分类并检验拟合对应运行调度数据概率分布情况，在保障资源即时响应前提下决策灵活性评价的时间尺度，对灵活性研究对象进行分类及灵活性调节需求双向分离计算，构建灵活性评价模型并求解得到配电网灵活性评价双层指标体系，采用熵权法为双层指标体系中的二级指标赋权，计算配电网在评价周期内的灵活性评价结果。