[发明专利]一种缺乏量测径流小水电地区的风光水荷互补特性的计算方法

说明书

本发明公开了一种缺乏量测径流小水电地区的风光水荷互补特性的计算方法，该方法为：首先基于数据驱动的LSTM‑注意力机制，通过样本数据训练学习，预测径流式小水电的来水；然后通过径流功率模型计算出小水电的功率输出。利用皮尔逊相关系数法和Spear‑man秩相关系数来计算风光水荷两两之间的相关性，再利用利用模糊层次分析法获得总的风光水荷之间的相关性。本发明解决了缺乏量测的径流式小水电地区输出功率的预测，并能计算风光水荷两两之间的相关性，再利用利用模糊层次分析法获得总的风光水荷之间的相关性。

技术领域

本发明涉及一种缺乏量测径流小水电地区的风光水荷互补特性的计算方法，属于风光水荷互补特性技术领域。

背景技术

煤炭、石油等传统能源的日益枯竭及其造成的环境污染问题已促使各国纷纷调整能源发展战略，积极寻求资源潜力大、环境污染低可持续利用的可再生新能源，来有限应对能源危机。为实现资源和环境的可持续发展，清洁、可再生的风电、光伏和水电得到了大力的发展和利用。但是，风能和太阳能受季节和环境影响比较大，其发电出力具有随机性、间歇性和反调峰性，高比例可再生能源的接入必然会影响电力系统的安全运行和高效消纳。截至2019年底，我国风电、光伏累计装机分别为21万MW和20.43万MW；同时，全国弃风、弃光电量分别达到了169亿kWh和46亿kWh，可再生能源消纳问题仍然严峻。

考虑风光互补的系统规划运行能有效平抑风光出力的波动性，从而促进风光资源的消纳以及维持系统的稳定，因此得到了广泛的关注和研究。文献(冯·不莱梅.依赖天气的可再生能源的变化-在电力工业中管理天气和气候变化的风险。)通过组合风能和太阳，文献(弗朗索瓦等,基于水电和风能/太阳能协同的可再生能源渗透率提升，可再生能源2016；87:686e96)通过风能，太阳能和径流水电来平抑可再生能源的波动。文献(弗朗索瓦等,太阳能和水力发电的互补性:意大利北部气候特征的敏感性研究，可再生能源2016；86:543e53)结果表明，在意大利，径流式水电与太阳能光伏(PV)在小时到季节的时间尺度上呈负相关关系，具有互补性。为描述新能源出力间更复杂的相依关系，文献(马燕峰，李鑫，刘金山，等.考虑风电场时空相关性的多场景优化调度[J].电力自动化设备，2020，40(2)：55-65)使用混合Copula方法，将多种Copula函数进行凸组合，实现了更精确的相依关系刻画。该方法主要针对已建成的新能源场站的风光互补特性的评价。而对于待建的新能源场站，通常需要通过求解优化模型来获得合理的风光容量配置。虽然这些模型因应用场景差异而不尽相同，但这些求解模型中基本都包含对于风光出力的平稳性、新能源消纳率或渗透率的要求，同时这也是对于系统的风光互补特性的要求与评价。在文献(李湃，黄越辉，王跃峰，等.含抽蓄电站的多端柔性直流电网风光接入容量配比优化方法[J].中国电力，2019，52(4)：32-40)的多端柔性直流电网风光最优接入容量配比模型中，全年下网电量目标，新能源弃电率约束也是该系统中风光互补效果的量度指标。而在文献(于东霞，张建华，王晓燕，等.并网型风光储互补发电系统容量优化配置[J].电力系统及其自动化学报，2019，31(10)：59-65)的含混合储能的风光储互补容量配置优化问题中，以系统功率偏差、入网功率的标准差来反映风光储发电系统的互补效果。

上述文献综述揭示了分析互补性特征需要解决的几个问题：1)以往的研究主要集中在两种可再生能源的互补性研究上。对光伏-风电-水电互补特性的研究较少，忽视了水电对系统的互补效应；2)径流式小水电通常不具有完备的测量系统，不具有传统大水电厂的分析数据，只能通过模型和天气数据间接估计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种缺乏量测径流小水电地区的风光水荷互补特性的计算方法，以解决上述现有技术中存在的问题。