[发明专利]一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法

说明书

本发明涉及一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法，风电波动品质因子反映各风电场是否能有效跟踪负荷波动，并可以反映风电的价值，可以作为系统风电接纳成本分摊的参考。本发明引入波形相似性理论，首先，对各风电场出力进行等电量顺负荷等效变换，并以等效变换曲线作为风电波动品质因子计算的基准；其次，用波形相似性方法度量风电场实际出力曲线和等效出力曲线的波动整体性差异，兼顾风电场装机容量的影响，确定各风电场的风电波动品质因子。本发明能够合理评估风电场出力波动品质。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，特别是一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法。

背景技术

风力发电在生产过程中不消耗燃料，有利于实现节能减排。但风电出力具有显著的波动性和不确定性，随着风电装机规模的不断扩大，风电并网对电力系统运行的影响也越来越明显。当风电大规模并网后，由于风电波动性的存在，系统内其他可调常规机组需要通过频繁启停和调整出力保证系统中电力供需平衡。系统为风电并网提供支撑将需要付出额外成本。目前，对风电接纳成本已经展开了大量的研究，但对于风电波动品质评估的研究却几乎没有。事实上，风电的波动品质直接影响到风电的接纳成本。通过对风电波动品质的评估，可以有效评估风电的价值，可以为风电分摊辅助服务成本提供依据，有利于电网的运行。

为了比较各个风电场的风电波动品质，需要以某一参照物为标准。根据电力系统运行特点，所有参与并网发电的电源都应跟踪负荷波动，从而保持功率实时平衡。鉴于此，本发明提出以系统负荷曲线为风电波动品质衡量的参照对象，如果风电的波动和负荷曲线的波动具有趋同性，则风电具有更好的波动品质。反之，则其波动品质较差，需要承担更多的风电接纳成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法，应用“等电量顺负荷”变换方法，得到各风电场等电量顺负荷等效出力曲线作为风电波动品质衡量的基准，能够合理评估风电场出力波动品质。

本发明采用以下方案实现：一种基于波形相似性理论的风电波动品质评估方法，：包括以下步骤：

步骤S1：获取电力系统中各风电场的出力曲线和负荷需求的波动曲线；以负荷需求的波动曲线作为跟踪目标，将所有风电场出力曲线都分别进行等电量顺负荷等效；

t＝2,3,…,T

其中，L(t)是电力系统负荷需求波动曲线；风电场实际出力曲线；p'_w(t)是等电量顺负荷等效出力曲线，T＝24小时；

步骤S2：基于波形相似性理论，度量风电场实际出力与其等电量顺负荷等效曲线之间的波动整体差异测度S'_j；

步骤S3：以波动整体差异测度S'_j为基础，兼顾考虑风电场装机容量大小的影响，加权组合得到风电场j的风电波动品质评估因子δ_j，用以对风电场出力波动品质进行评估，δ_j的取值范围在0～1之间波动，若风电场j风电波动品质评估因子δ_j越小，则风电场j的风电具有越好的波动品质，当δ_j＝0，则其波动特性与负荷需求波动曲线一致，即完全跟踪负荷波动，具有最好的波动品质；反之，则其波动品质越差，当δ_j＝1，其波动特性与负荷需求波动曲线刚好相反，具有最差的波动品质。

进一步地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：计算风电出力曲线与电力系统负荷需求曲线的波动变化率差异测度：