[发明专利]一种基于辐照特性气象场景的光伏发电接纳评估模型

说明书

一种基于辐照特性气象场景的光伏发电接纳评估模型，根据太阳能光伏系统的运行数据，分析和获得光伏出力的分布特性与随机特性，并对太阳能光伏出力的确定性部分与随机性部分分开建模；太阳能光伏出力的确定部分，通过建立全球太阳辐射模型，模拟出无遮挡情况下地球上任意地点、时刻的太阳辐照强度，计算出光伏预测出力的上限值；太阳能光伏出力的随机部分，利用光伏遮挡因子对光伏发电随机性部分进行建模，建立光伏遮挡因子的概率分布模型，得到光伏出力的随机部分模拟值，然后通过叠加确定性与随机性部分的结果，生成太阳能光伏系统的出力时间序列。本发明用于解决大规模新能源并网下电网运行不确定性问题，提高电网运行能力和效果。

技术领域

本发明涉及电力运行技术领域，尤其涉及一种基于辐照特性气象场景的光伏发电接纳评估模型。

背景技术

随着我国新能源的飞速发展，新能源出力的随机性和间隙性给电力系统的运行与规划带来了较大的影响。由于新能源出力存在一定的随机性、波动性与不确定性，大规模新能源发电并网将对电力系统的电源出力结构、运行形态、运行的节能性与经济性等方面具有显著影响：

1)当大规模新能源并网接入后，系统不仅在负荷侧存在不确定性，而且在发电侧也存在不确定性。因此，调度运行中需要留取更多的备用应对新能源出力的不确定性。

2)风电、太阳能光伏发电等可再生新能源的出力取决于天气情况，在调度运行中无法像常规机组一样可控，这给系统的调度运行带来诸多挑战，包括对机组启停的影响、对系统调峰容量与调峰能力的需求、以及需要不同类型机组之间的协调配合等。

3)由于目前可再生能源出力预测精度较低，可再生能源的随机性与不可控性为系统调度运行带来诸多不确定因素，在客观上要求调度计划更加灵活，能够包容可再生能源多种出力可能性。尤其是受系统调峰能力不足、跨区间联网交换容量限制等因素限制，我国“三北”地区“弃风”电量加大现象越来越严重，新能源接纳问题日益突出。

目前，电力系统运行模拟结果无法与电网规划中潮流计算有效衔接，潮流计算一般应用夏大、夏小、冬大、冬小四个典型方式，没有真实反映新能源消纳导致的电网输电通道或断面重载，电网规划工作精细化水平亟待提高，需要在电网规划方案拟定、安全稳定校核阶段，充分考虑新能源随机出力特点，提高电网规划工作的针对性。随着我国跨区电网互联规模扩大、电网结构日趋复杂以及新能源快速发展，多形态电源运行方式对电网运行方式的影响将变得更加复杂多样，仅针对典型运行方式的评估与分析无法满足电力系统规划分析的要求，传统的人工决策方式难以适应新能源接入带来的不确定性分析要求，需要以电力系统精细化运行模拟技术为基础的电网运行关键技术。

目前考虑大规模新能源并网的运行模拟研究中存在以下问题：(1)缺乏基于时序负荷曲线的时序运行模拟评估手段。相比传统基于持续负荷曲线的随机生产模拟，考虑时序负荷特性、考虑新能源随机特性与电网约束的时序运行模拟模型与方法，能够考虑系统的调峰约束、备用约束、电网约束等实际调度运行需求，深入评估系统规划方案在调度运行层面的合理性。(2)目前的研究主要针对典型或极端的运行场景，难以考虑新能源出力的不确定性与波动性，需要研究能够考虑电网运行形态多样性，全面评估电力规划方案的经济性、可靠性和合理性的运行模拟技术，实现考虑多类型电源、多区域新能源消纳的协调运行方式、逐日小时级的精细化模拟。

充分利用新能源发电，不仅是电力系统优化调度的重要项目，也是我国能源发展战略的重要组成部分。

发明内容

本发明提供一种基于辐照特性气象场景的光伏发电接纳评估模型，用于解决大规模新能源并网下电网运行不确定性问题，提高电网运行能力、提高电网运行、规划效果，从而缓解当前新能源消纳不足的问题，对于我国可再生能源发展以及实施节能减排与低碳发展战略起到重要促进作用。

本发明通过以下技术方案予以实现：