CN102769288A - 海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法 - Google Patents

海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法 Download PDF

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李龙
黎灿兵
张智焜
曹一家
谭益
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Abstract

本发明公开了一种适用于海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法。针对海岛供电系统中新能源占电源比重大、负荷和电源出力的不确定性大且难以预测的特点，本发明提出在海岛新能源供电系统EMS高级应用软件中，增加新能源出力以及负荷预测结果可信度预测模块和调度时间尺度自适应调整模块来实现该方法。所述新能源出力以及负荷预测结果可信度预测模块，对新能源出力以及负荷预测的可信度进行预测。所述调度时间尺度自适应调整模块，根据可信度预测结果自动调整调度计划的时间尺度。本发明的特点在于是根据新能源出力以及负荷预测结果的可信度调整调度周期的时间尺度，以协助维护海岛新能源供电系统的安全稳定运行。

Description

海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法
技术领域
本发明涉及微网技术领域，具体而言，涉及一种适用于海岛新能源供电系统的调度方法。 
背景技术
随着经济的快速发展以及自然资源的日益稀缺，海岛资源的重要性日益显现，海岛的开发利用特别是无居民海岛的开发利用项目也越来越多。海岛旅游、海岛渔业加工以及海岛工业项目国际化等产业将成为沿海经济发展新的增长点。海岛合理有效的开发利用离不开安全可靠的电能供应，海岛供电系统的安全稳定运行是海岛一切社会经济活动正常有序运行的基石。因此，海岛供电系统在海岛的开发利用中发挥着重大作用。 
海岛四面环海，地理位置比较偏僻，远离电源，但海流能、风能以及太阳能等可再生清洁能源储能十分丰富，而且海岛容量比较小，一般为数MVA，因此发展海岛新能源供电系统，充分利用风力发电技术、海流能发电技术和光伏发电技术等，提高海岛供电系统的电能质量以及可靠性，是海岛供电系统研发的主要趋势。微网是将各种分布式新能源发电、储能装置和供电负荷集成利用的一种有效形式。基于微网技术，建立一个多种波动式清洁能源发电装置、储能装置的海岛新能源电网，将是集成利用新能源发电、提高海岛供电能力和可靠性的重要途径。 
相比一般的微网，在海岛新能源供电系统中，供电电源主要由风力发电机、光伏发电机以及海流能发电机等组成，这些新能源发电机出力受气候条件等因素影响很大，具有很大的波动性和随机性。新能源出力以及负荷的预测存在较大的不确定性，预测误差相对比较大。在预测误差比较大的情况下制定调度计划将对海岛供电系统的稳定运行造成较大的隐患。因此，当海岛供电系统预测的可信度不能满足要求时，需要将调度时间尺度适当调整。根据预测结果的可信度，制定海岛新能源供电系统时间尺度自适应的调整方法，有利于海岛新能源供电系统的安全稳定经济运行。 
发明内容
参照大电网的调度时间尺度，根据海岛新能源供电系统自身特点，将分为不同的时间尺度，包括周计划、日计划、小时前计划、实时调度计划等。本专利针对周计划、日计划和小时前计划三个时间尺度进行自适应调整。小时前调度计划可以根据超短期预测结果的可信度调整调度周期，日计划和周计划可以根据短期预测结果的可信度调整调度周期。其中，可信度是对负荷预测的误差以及误差的规律的评价。海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法适用于不同时间尺度的调度计划，因此，这些调度计划都按照如下方法进行调度周期的调整。 
假设初始的调度时间尺度为Ts，预测结果可信度初始门槛为Pmax。对海岛新能源出力以及负荷预测结果的可信度进行评价，得到其可信度为Pcre。如果Pcre≥Pmax，则形成调度时间周期为T＝Ts；如果Pcre＜Pmax，则调度周期Ts不适合，按如下公式缩短调度周期：T＝k×Ts，k代表缩减系数，k∈(0，1)，缩减系数与Pcre相关。如果可信度Pcre位于区间(0.9Pmax，P max)时，调度周期调整为0.9Ts;可信度Pcre位于区间(0.8Pmax，0.9Pmax]时，调度周期调整为0.8Ts；可信度Pcre位于区间(0.7Pmax，0.8Pmax]时，调度周期调整为0.7Ts;可信度Pcre位于区间[0，0.7Pmax]时，调度周期调整为0.5Ts。 
周计划、日计划、小时前计划三种调度计划的调度周期全部按此方法调整。 
附图说明
图1是本发明包含新能源出力以及负荷预测结果可信度预测模块和调度时间尺度自适应调整模块的海岛新能源供电系统EMS结构图； 
图2是本发明海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整工作流程图；
图3是本发明海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整算法图。
具体实施方式
本发明专利是一种适用于海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整的方法，在海岛新能源供电系统EMS高级应用软件中，通过新能源出力以及负荷预测结果可信度预测模块和调度时间尺度自适应调整模块来实现该方法。 
海岛新能源供电系统EMS高级应用软件结构图如图1所示，比传统的大电网EMS，海岛新能源供电系统EMS增加了预测结果可信度预测模块和调度时间尺度自适应调整模块。预测结果可信度预测模块主要是对海岛新能源供电系统中的风能、光伏、海流能等新能源出力以及负荷预测的结果给出可信度的预测。调度时间尺度自适应调整模块主要是根据设定的调度周期初值以及可信度响应算法来调整调度时间尺度。 
如图2所示，预测结果可信度预测模块与新能源出力及负荷预测模块共享历史数据和气象数据，并以此为依据预测出超短期与短期预测结果的可信度，输出到调度时间尺度自适应调整模块。时间尺度自适应调整模块根据模块中设定的调度时间尺度的初始值以及调度时间尺度自适应调整算法，调整小时前调度计划、日前调度计划，以及周调度计划的时间尺度（超短期预测结果的可信度对应小时前调度计划，短期预测结果的可信度对应日前调度计划以及周调度计划），并将得到的调整方法输入到调度计划模块，新能源出力以及负荷预测模块以及预测结果可信度预测模块。调度计划模块根据调度周期输入值进行调度计划的制定，新能源出力以及负荷预测模块、预测结果可信度预测模块也对预测周期进行相应调整。 
如图3所示，调度时间尺度自适应调整模块根据设定的小时前调度计划、日前调度计划 以及周调度计划的时间尺度以及输入的预测结果的可信度预测值，分别调整调度时间尺度。假设初始的调度时间尺度为Ts，预测结果可信度初始门槛为Pmax。对海岛新能源出力以及负荷预测结果的可信度进行评价，得到其可信度为Pcre。如果Pcre≥Pmax，则形成调度时间周期为T＝T s；如果Pcre＜Pmax，则调度周期Ts不适合，按如下公式缩短调度周期：T＝k×Ts，k代表缩减系数，k∈(0，1)，缩减系数与Pcre相关。如果可信度Pcre位于区间(0.9Pmax，Pmax)时，调度周期调整为0.9Ts;可信度Pcre位于区间(0.8Pmax，0.9Pmax]时，调度周期调整为0.8Ts；可信度Pcre位于区间(0.7Pmax，0.8Pmax]时，调度周期调整为0.7Ts；可信度Pcre位于区间[0，0.7P max]时，调度周期调整为0.5Ts。 

Claims (4)

1.一种适用于海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法，其特征在于，利用可信度的预测值，在可信度较低的情况下缩短调度时间尺度；在可信度较高的情况下保持原有调度时间尺度；在海岛新能源供电系统EMS高级应用软件中实现，协助调度计划的制定。
2.根据权利要求1所述的海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法，其特征在于，在传统大电网的EMS高级应用软件中，增加了预测结果可信度预测模块与调度时间尺度自适应调整模块；所述可信度预测模块，可通过历史可信度数据，预测日类型以及气象因素等，给出可信度的预测值，包括超短期以及短期预测结果的可信度预测值；所述调度时间尺度自适应调整模块，可根据超短期预测结果的可信度预测值以及初始设定的周期和可信度门槛值，响应小时前调度计划周期的调整；根据短期预测结果的可信度预测值以及初始设定的周期和可信度门槛值，响应日调度计划以及周调度计划周期的调整。
3.根据权利要求5所述的海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法，其特征在于，所述调度时间尺度自适应调整模块根据历史记录，设定可信度门槛值Pmax，在可信度预测模块给出的可信度预测值Pcre＜Pmax开始响应。
4.根据权利要求5所述的海岛新能源供电系统调度时间尺度自适应调整方法，其特征在于：调度时间尺度自适应调整模块将调度周期响应区间分为n个等级；可信度越高，等级越高，调度计划制定周期越长，调度周期调整量越小；响应区间和调度周期幅度调整示例如下：如果可信度Pcre位于区间（0.9Pmax，Pmax）时，调度周期调整为0.9Ts;可信度Pcre位于区间（0.8Pmax，0.9Pmax）时，调度周期调整为0.8Ts;可信度Pcre位于区间（0.7Pmax，0.8Pmax）时，调度周期调整为0.7Ts;可信度Pcre位于区间（0，0.7Pmax）时，调度周期调整为0.5Ts；小时前调度计划，日调度计划及周调度计划的调度周期全部按此方法调整。
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