[发明专利]能源基地多能互补运行中多主体效益变化的量化方法

权利要求书

1.能源基地多能互补运行中多主体效益变化的量化方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，风光典型出力场景提取；

步骤2，梯级水电、风电、光伏损益指标选取；

步骤3，水风光运行情景的设置；

步骤4，水电站的入流场景选取，风电站、光电站出力场景选取；

步骤5，水风光效益模型的构建及求解；

步骤6，根据步骤5求解的春夏秋冬四个季节在三个水风光运行情景下的结果，以步骤2选取的损益指标标准，分析清洁能源基地在实施水风光一体化过程中梯级水电整体、梯级水电内部各水电站、风光电站的损益情况，并通过图表的方式进行量化。

2.根据权利要求1所述的能源基地多能互补运行中多主体效益变化的量化方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：

步骤1.1，根据清洁能源规划建设的风电场经纬度、光伏电场经纬度，在格林威治平台与Meteonorm软件中分别建立风能资源虚拟监测点、光能资源虚拟监测点，并从建立的虚拟监测点获取用于风光功率模拟的数据；

其中，风能资源虚拟监测点获取的数据包括：风速、风向；光能资源虚拟监测点获取的数据包括：年内及日内水平面总辐射、年内及日内水平面散射辐射、环境温度；

步骤1.2，绘制风速年内日内变化折线图、风速风向玫瑰图、太阳辐照强度年内日内变化折线图对风速、风向、太阳辐照度的年内及日内变化进行分析，得到清洁能源风光资源时变规律；

步骤1.3，采用K-means算法，使用各个风电站风速序列计算相似距离，将清洁能源基地的风电站划分为k_wind个集群，根据各个光伏电站太阳辐照度序列年内、日内变化规律，将所在纬度相近的光伏电站划分为同一集群，则光伏电站划分成k_pv个集群；

同一集群的划分规则为：第一个光伏集群从清洁能源基地中最低纬度上的光伏电站到最高纬度上的光伏电站的纬度跨度不超过0.5°，若该集群中最高纬度上的光伏电站与相邻的更高纬度的光伏电站之间纬度相差不超过0.2°，则把相邻更纬度的光伏电站也纳入该集群，其他光伏集群则是去掉已划分集群包含的光伏电站；按照第一个集群划分原则进行划分其他光伏集群；

步骤1.4，利用风功率物理模型对清洁能源基地风电站各集群内的风电站出力过程进行模拟，得到风电站各集群的全年功率序列，利用光伏功率物理模型对清洁能源基地光伏电站各集群内的光伏电站出力过程进行模拟，得到光伏电站各集群的全年功率序列；

其中，风功率物理模型公式为：

式(2)中，P_w为风电机组发电功率，W；C_P为风电机组的风能利用系数；A为叶轮扫掠面积，m²；ρ为空气密度，kg/m³；v为风速，m/s；v₁为切入风速，m/s；v_N为风电机组的额定风速，m/s；P_e为风电机组额定功率，W；v₂为切出风速，m/s；

光伏功率物理模型公式为：

式(3)中，P_PV,t为光伏板在t时刻的发电功率，W；P_stc为标准条件下单个光伏板的出力，W；I_r,t为t时刻实际辐射强度，W/m²；I_stc为标准条件下对应太阳辐射强度，W/m²；δ_t为光伏板的功率温度系数；T_t为t时刻光伏板的温度，℃；T_stc为标准条件下温度T_stc＝25℃；

步骤1.5，通过同步回代缩减法对风电站每个集群中冬春季节、夏秋季节两个时段的发电功率样本分别进行缩减，两个时段均得到z_wind个出力场景，通过同步回代缩减法对光伏电站每个集群中冬春季节、夏秋季节两个时段的发电功率样本进行缩减，两个时段均得到z_pv个出力场景；

将风电站每个集群冬春季得到的z_wind个出力场景及夏秋季得到的z_wind个出力场景分别进行组合，则冬春、夏秋两个时段分别得到m_wind个风电总出力场景，将光伏电站每个集群冬春季得到的z_pv个典型出力场景及夏秋季得到的z_pv个典型出力场景分别进行组合，则冬春、夏秋两个时段分别得到m_pv个光伏总出力场景；

采用K-means聚类法分别对风电站冬春季得到的m_wind个风电总出力场景、风电站夏秋季得到的m_wind个风电总出力场景、光伏电站冬春季得到的m_pv个光伏总出力场景、光伏电站夏秋季得到的m_pv个光伏总出力场景进行缩减，得到风电站冬春季典型出力场景、风电站夏秋季典型出力场景、光伏电站冬春季典型出力场景、光伏电站夏秋季典型出力场景。