[发明专利]一种含水电的地区电网风光容量优化配置方法

说明书

本发明公开了一种含水电的地区电网风光容量优化配置方法，主要步骤为：1)确定待优化地区电网在春季、夏季、秋季、冬季的典型日。2)利用K均值聚类方法对电网数据进行处理，生成待优化地区电网在春季、夏季、秋季、冬季的典型场景。3)设置待优化地区电网内风电场和光伏电站的待选接入点。4)基于所述待选接入点，建立优化地区电网的目标函数和约束条件。5)基于待优化地区电网的约束条件，求解目标函数，从而计算得到待优化地区电网待选接入点的风电场和光伏电站的容量。准确计及了水电站的运行特性，实现地区电网内可再生能源的全额消纳，避免了弃风、弃光、弃水问题，完成了含水电的地区电网的风光容量优化配置。

技术领域

本发明涉及新能源电力系统技术领域，具体是一种含水电的地区电网风光容量优化配置方法。

背景技术

近年来，以风电、光伏为代表的新能源电源在应对气候变化、改善能源结构、保护生态环境等方面显示出越来越重要的作用，风电场和光伏电站高渗透率接入地区电网将是电力系统未来发展的重要特征。然而，新能源的快速发展也给地区电网带来一系列的问题，如目前风电和光伏接入地区电网的无序性，导致严重的“弃风”、“弃光”问题。因此，有必要合理优化配置地区电网的风电场和光伏电站装机容量。

现有的风光容量优化配置方法主要存在三个问题：1)只针对风电场或光伏电站的接入容量进行规划，但实际的地区电网可能同时富集风光资源，单独规划便割裂了风光出力的耦合关系；2)规划方案确定的新能源电场接入容量，存在一定的“弃风”、“弃光”和“弃水”，无法保证新能源的全额消纳，造成了资源的浪费；3)已有的风光容量优化配置方法较少考虑含水电的地区电网，未准确计及水电站的运行特性，未能提出适用于含水电的地区电网风光容量优化配置方法。因此，目前缺乏一种含水电的地区电网风光容量优化配置方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种含水电的地区电网风光容量优化配置方法，主要包括以下步骤：

1)确定待优化地区电网在春季、夏季、秋季、冬季的典型日，并获取待优化地区电网在各个典型日内的功率数据。

2)利用K均值聚类方法对电网数据进行处理，生成待优化地区电网在春季、夏季、秋季、冬季的典型场景，并分别计算每个典型场景发生的概率。

进一步，生成待优化地区电网在春季、夏季、秋季、冬季的典型场景的主要步骤如下：

1.1)基于待优化地区电网在春季、夏季、秋季、冬季的典型日，设置每个典型日内的功率采样点和功率采样时间间隔。

基于所述功率采样时间间隔，依次对典型日内的采样节点进行功率采样，获得典型日的采样点功率数据。基于采样点功率数据，将每个典型日划分为峰、平和谷三个时段。

1.2)根据采样点功率数据，分别建立典型日内峰、平和谷三个时段内的源荷功率原始场景。

各典型日的原始场景表示如下：

式中，P为典型日内建立的原始场景，和分别为第n个采样点在峰、平、谷时段内的第t个采样时刻的采样功率，n＝1,2,…,N，N为采样点总数。

1.3)利用K均值聚类技术对原始场景进行聚类，主要步骤如下：

1.3.1)根据典型日峰、平和谷三个时段内的典型场景，分别在峰、平和谷三个时段内选取K个初始聚类中心。

1.3.2)计算峰、平和谷时段内的原始场景和对应时段内所有聚类中心的距离，并采用均值法更新迭代聚类中心直至收敛，进而分别在峰、平和谷时段内聚类生成K个类和K个聚类中心。