CN109636228A - 一种新能源场站限电时段有功分配方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新能源场站限电时段有功分配方法，包括：获取区域内新能源限电总需求；对各新能源场站的多个指标进行分析，形成各指标的计算方法；将多个指标进行综合评价，计算各新能源场站综合评价指数；根据各新能源场站综合评价指数计算各新能源场站限电量。本申请提供的新能源场站限电时段有功分配方法，综合考虑各新能源场站的实际运行情况对分配策略进行动态优化，根据新能源场站历史运行趋势、电量交易完成情况、参与系统稳定运行支撑情况，建立限电时段各新能源场站限电量分担系数，从而让运行情况优秀、交易电量完成情况较低的新能源场站在限电时段可以更多的进行有功出力，保证公平调度。

Description

一种新能源场站限电时段有功分配方法

技术领域

本申请涉及新能源场站技术领域，尤其涉及一种新能源场站限电时段有功分配方法。

背景技术

新能源是一种波动性、间歇性电源，增加了潮流的不确定性，新能源并网运行将对主网运行带来诸多影响。新能源厂站原则上采用全额消纳的模式，在新能源电厂装机容量小的情况下，新能源对系统的稳定性影响较小。

随着新能源比重的逐年增大，在新能源高比例接入的区域，新能源场站在断面通道受限的情况下，往往会选择调节能力好、响应速度快的场站进行修正调节，从而导致参与修正调节的场站限电较多，交易电量完成情况也会受到影响。目前新能源场站调度有功分配方法常用的有：理论出力比例分配、等开机容量分配、等比例分配、人工手动分配方式。

但是，现有的分配方法主要考虑新能源场站可调范围，按照发电能力分配调节资源，即发电资源充裕的场站尽可能的多发电，多承担区域调节需求。而发电能力较弱的场站尽量减少限电及发电指标。这些分配方法都是针对单一要素对于新能源场站进行考虑，无法多方面考虑新能源场站的实际运行情况，所以分配方案无法保证“三公调度”的需求。

发明内容

本申请提供了一种新能源场站限电时段有功分配方法，以解决现有的范培方法无法多方位考虑新能源场站的实际运行情况，无法保证“三公调度”的需求的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

本申请实施例公开了一种新能源场站限电时段有功分配方法，包括：获取区域内新能源限电总需求；对各新能源场站的多个指标进行分析，形成各指标的计算方法；将多个指标进行综合评价，计算各新能源场站综合评价指数；根据各新能源场站综合评价指数计算各新能源场站限电量。

可选的，所述多个指标包括：新能源场站稳定调节次数、新能源场站预测准确率、新能源场站出力稳态波动性、新能源场站限电量和新能源场站未完成交易电量。

可选的，所述新能源场站预测准确率的表达式：

式(1)中，表示新能源场站预测准确率，表示j场站在i时段的平均功率，为j场站功率预测出力，C_i为j场站开机容量，n表示所有样本个数(一天96个点)。

可选的，所述新能源场站出力稳态波动性的表达式：

式(2)中，中为机组j在第i个时间段的新能源场站出力稳态波动性，为机组j在第i个时间段的功率设定值，为机组j在第i个时间段内某时刻的实时发电，T_e，i表示为第i个时间段的结束时间，T_b，i表示为第i个时间段的起始时间。

可选的，所述新能源场站限电量的表达式：

式(3)中，P_j代表第j个新能源场站限电量，P_t，i代表i时段j新能源电厂理论最大出力，P_a，i为i时段j新能源电厂新能源场站有功实发值。

可选的，所述新能源场站未完成交易电量的表达式：

P_w＝P_t-P_z-P_c (4)

式(4)中，P_w为新能源场站未完成交易电量，P_t为新能源场站签订的交易电量计划，P_z为新能源场站转让的交易电量，P_c为新能源场站已完成的发电电量。

可选的，所述计算各新能源场站综合评价指数包括：

对各评价指标进行分析，划分为正向指标和逆向指标；

对各评价指标进行同向化去量纲处理，其中，正向指标的计算公式为：

逆向指标的计算公式为：

式(5)和式(6)中，k′_i为该评价指标的标准化评价值，k_i表示该评价指标实际值，k_i，min表示所有场站中该评价指标的最小值，k_i，max表示所有场站中该评价指标的最大值；

对各评价指标权重系数进行评价打分，记为w_i，

式(7)中m表示参与调节的新能源场站的个数，n代表每个场站参与评价指标的个数；

根据同向化去量纲后的各评价指标数值计算各新能源场站的综合评价指数，计算公式为：

式(8)中，表示i场站的综合评价指数，w_i表示各指标的权重系数，k′_i表示该标准化指标实际值，k′_i，average表示各场站的该标准化指标平均值，N表示参加评价的指标个数。

可选的，所述计算各新能源场站限电量包括：

根据综合评价指数计算限电时段各新能源场站分担调节功率，计算公式为：

式(9)中，P_i表示i场站的分担调节功率，为i场站综合运行评价系数，P_demand为区域内新能源限电总需求，N为区域内参与调节场站数量；

根据各新能源场站限电时段的分担调节功率计算各新能源场站实际分配额，合成控制指令。

可选的，根据权利要求8所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述计算各新能源场站限电量还包括：确认各新能源场站发电容量，超过新能源场站调节能力的按该场站最小发电功率执行；计算有功调节差额，并将已经按最小发电功率进行分配的新能源场站去除后，重新计算分担调节功率，最终形成各新能源场站限电时段有功分配指令。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种新能源场站限电时段有功分配方法，包括：获取区域内新能源限电总需求；对各新能源场站的多个指标进行分析，形成各指标的计算方法；将多个指标进行综合评价，计算各新能源场站综合评价指数；根据各新能源场站综合评价指数计算各新能源场站限电量。本申请提供的新能源场站限电时段有功分配方法，综合考虑各新能源场站的运行情况对分配策略进行动态优化，根据新能源场站历史运行趋势，电量交易完成情况，参与系统稳定运行支撑情况，建立限电时段各新能源场站限电量分担系数，从而让运行情况优秀、交易电量完成情况较低的新能源场站在限电时段可以更多的进行有功出力，保证公平调度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种新能源场站限电时段有功分配方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

参见图1，本申请实施例提供的一种新能源场站限电时段有功分配方法的流程示意图。

本申请实施例提供的一种新能源场站限电时段有功分配方法，包括：获取区域内新能源限电总需求，明确总的分配需求。

对各新能源场站的多个指标进行分析，形成各指标的计算方法。所述多个指标包括：新能源场站稳定调节次数、新能源场站预测准确率、新能源场站出力稳态波动性、新能源场站限电量和新能源场站未完成交易电量。

其中，选取新能源场站稳定调节次数作为新能源场站运行评价的多个指标之一，在系统需要临时对计划功率修正时，会对新能源场站下发新的AGC功率给定值，选取功率调节的速率及稳定性都相对较好的场站参与调节的，参与调节次数比例越高意味着该场站对系统频率调节的贡献就越大。

新能源场站功率预测主要为系统安排新能源场站有功出力提供理论支撑，对于功率预测准确率不高的场站，电网需要额外提供备用负荷，为电网发电计划安排带来困难。新能源场站预测准确率用均方根误差来进行评估，表达式如下：

式(1)中，表示新能源场站预测准确率，表示j场站在i时段的平均功率，为j场站功率预测出力，C_i为j场站开机容量，n表示所有样本个数(一天96个点)。

所述新能源场站出力稳态波动性是指新能源场站在发电出力调节稳定后，场站有功设定值与实际值的偏差，主要评价新能源场站出力的稳定性，偏差越小的场站稳定性越高，对系统频率稳定提供的支撑也就越大。所述新能源场站出力稳态波动性的表达式：

式(2)中，中为机组j在第i个时间段的新能源场站出力稳态波动性，为机组j在第i个时间段的功率设定值，为机组j在第i个时间段内某时刻的实时发电，T_e，i表示为第i个时间段的结束时间，T_b，i表示为第i个时间段的起始时间。

新能源场站限电是指因为断面及系统稳定减小新能源场站出力，导致发电量未达到预期最大值得情况。限电统计值越大的场站为电网稳定运行做出的贡献也就越大。所述新能源场站限电量的表达式：

式(3)中，P_j代表第j个新能源场站限电量，P_t，i代表i时段j新能源电厂理论最大出力，P_a，i为i时段j新能源电厂新能源场站有功实发值。

在电力市场交易模式下，如何保证交易电量完成进度是重要的考虑目标，但实际因为新能源发电厂站负荷预测误差、检修计划停运、参与AGC调节，最终造成某些新能源场站交易电量完成情况低于预期，所以在新能源场站需要限电的情况下需要尽可能多的安排交易电量完成率高的场站进行限电，保证交易完成率低的场站保证发电计划。

所述新能源场站未完成交易电量的表达式：

P_w＝P_t-P_z-P_c (4)

式(4)中，P_w为新能源场站未完成交易电量，P_t为新能源场站签订的交易电量计划，P_z为新能源场站转让的交易电量，P_c为新能源场站已完成的发电电量。

将多个指标进行综合评价，计算各新能源场站综合评价指数。对全部指标进行分析，明确限电时段原则上需要交易完成率越高的场站、对系统运行支撑不足的场站、历史限电量越少的场站优先承担限电电量，根据这一原则确定各指标大小对限电时段分担因子的影响方向；由于各评价指标所代表的方向与计量单位各不相同，对各评价指标进行分析，划分为正向指标和逆向指标。

正向指标代表该指数越高在限电时段承担的限电比例越高，其中正向指标为：新能源场站出力稳态波动性；逆向指标代表该指数越低在限电时段承担的限电比例越高，所以逆向指标为：新能源场站稳定调节次数、新能源场站预测准确率、新能源场站限电量、新能源场站未完成交易电量。

对各评价指标进行同向化去量纲处理得到各指标的标准化评价值，其中，正向指标的计算公式为：

逆向指标的计算公式为：

式(5)和式(6)中，k′_i为该评价指标的标准化评价值，k_i表示该评价指标实际值，k_i，min表示所有场站中该评价指标的最小值，k_i，max表示所有场站中该评价指标的最大值。

采用专家打分对新能源场站评价指标权重系数进行评价打分，记为w_i，

式(7)中m表示参与调节的新能源场站的个数，n代表每个场站参与评价指标的个数；

利用指数法对各系能源场站的评价指标进行计算，根据同向化去量纲后的各评价指标数值计算各新能源场站的综合评价指数，计算公式为：

式(8)中，表示i场站的综合评价指数，w_i表示各指标的权重系数，k′_i表示该标准化指标实际值，k′_i，average表示各场站的该标准化指标平均值，N表示参加评价的指标个数。

因为各指标相对独立，所以各指标的权重系数可以采用DELPHI法或专家估测法等方法根据限电需求情况进行修正，计算所得的综合评价指数越高则代表该新能源场站在限电时段分担的限电量也就越大。

根据各新能源场站综合评价指数计算各新能源场站限电量，鼓励综合运行优异的场站保证其限电时段的发电量，同时对于综合运行评价较差的场站在限电时段更多的分担限电比例。

以新能源场站综合评价指数作为限电时段分担比例，通过计算各新能源场站在限电时段所需要承担的限电比例，为各新能源场站制定调节配额，即分担系数大的场站多承担区域限电调节需求，而分担系数较小的场站尽量减少限电及发电指标。限电时段各新能源场站分担调节功率计算公式如下：

式(9)中，P_a表示a场站的分担调节功率，为a场站综合运行评价系数，P_demand为区域内新能源限电总需求，N为区域内参与调节场站数量。

根据各新能源场站限电时段的分担调节功率计算各新能源场站实际分配额，合成控制指令。

本申请实施例提供的新能源场站限电时段有功分配方法中，计算各新能源场站实际分配额包括：确认各新能源场站发电容量，超过新能源场站调节能力的按该场站最小发电功率执行。各场站发电容量各场站发电能力约束条件如下所示：

P_i，min≤P_i，n-P_i (10)

其中P_i，n为新能源场站i在当前时刻有功出力,P_i为该场站需要在限电时段分担调节功率，P_i，max为该新能源场站预测理论最大出力，P_i，min为该新能源场站最小出力。

当新能源场站在限电时段分担的功率调节量不满足式(10)所示，则该新能源场站按P_i，min作为新能源场站实际分配额进行有功分配，并进行有功调节差额的计算。

当i新能源场站调节能力P_i，n-P_i＜P_i，min时，该新能源场站按P_i，min进行有功分配，则i场站的限电量调节差额P_{i，dfference}＝P_i-(P_i，n-P_i，min)，并统计计算出所有调节差额其中N为不满足发电能力约束条件的新能源场站个数，将P_dfference带入式(9)中，P_dfference作为新的P_demand进行计算，并将已经按P_i，min进行分配的新能源场站去除后，计算其他各新能源场站得到分担调节功率差额，则其他各新能源场站的分担调节功率为分担调节功率差额与前次计算得到的分担调节功率之和。

如果，各场站发电容量各场站发电能力满足如下所示约束条件：

P_i，min≤P_i，n-P_i (10)，

则各新能源场站限电时段的分担调节功率作为各新能源场站实际分配额；根据计算的实际分配额，合成控制指令。

本申请提供了一种新能源场站限电时段有功分配方法，包括：获取区域内新能源限电总需求；对各新能源场站的多个指标进行分析，形成各指标的计算方法；将多个指标进行综合评价，计算各新能源场站综合评价指数；根据各新能源场站综合评价指数计算各新能源场站限电量。本申请提供的新能源场站限电时段有功分配方法，综合考虑各新能源场站的实际运行情况对分配策略进行动态优化，根据新能源场站历史运行趋势、电量交易完成情况、参与系统稳定运行支撑情况，建立限电时段各新能源场站限电量分担系数，从而让运行情况优秀、交易电量完成情况较低的新能源场站在限电时段可以更多的进行有功出力，保证公平调度。

需要说明的是，在本说明书中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，包括：

获取区域内新能源限电总需求；

对各新能源场站的多个指标进行分析，形成各指标的计算方法；

将多个指标进行综合评价，计算各新能源场站综合评价指数；

根据各新能源场站综合评价指数计算各新能源场站限电量。

2.根据权利要求1所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述多个指标包括：新能源场站稳定调节次数、新能源场站预测准确率、新能源场站出力稳态波动性、新能源场站限电量和新能源场站未完成交易电量。

3.根据权利要求2所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述新能源场站预测准确率的表达式：

式(1)中，表示新能源场站预测准确率，表示j场站在i时段的平均功率，为j场站功率预测出力，C_i为j场站开机容量，n表示所有样本个数(一天96个点)。

4.根据权利要求2所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述新能源场站出力稳态波动性的表达式：

式(2)中，中为机组j在第i个时间段的新能源场站出力稳态波动性，为机组j在第i个时间段的功率设定值，P_j ⁱ(t)为机组j在第i个时间段内某时刻的实时发电，T_e，i表示为第i个时间段的结束时间，T_b，i表示为第i个时间段的起始时间。

5.根据权利要求2所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述新能源场站限电量的表达式：

式(3)中，P_j代表第j个新能源场站限电量，P_t，i代表i时段j新能源电厂理论最大出力，P_a，i为i时段j新能源电厂新能源场站有功实发值。

6.根据权利要求2所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述新能源场站未完成交易电量的表达式：

P_w＝P_t-P_z-P_c (4)

式(4)中，P_w为新能源场站未完成交易电量，P_t为新能源场站签订的交易电量计划，P_z为新能源场站转让的交易电量，P_c为新能源场站已完成的发电电量。

7.根据权利要求1所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述计算各新能源场站综合评价指数包括：

对各评价指标进行分析，划分为正向指标和逆向指标；

对各评价指标进行同向化去量纲处理，其中，正向指标的计算公式为：

逆向指标的计算公式为：

式(5)和式(6)中，k′_i为该评价指标的标准化评价值，k_i表示该评价指标实际值，k_i，min表示所有场站中该评价指标的最小值，k_i，max表示所有场站中该评价指标的最大值；

对各评价指标权重系数进行评价打分，记为w_i；

根据同向化去量纲后的各评价指标数值计算各新能源场站的综合评价指数，计算公式为：

式(8)中，表示i场站的综合评价指数，w_i表示各指标的权重系数，k′_i表示该标准化指标实际值，k′_i，average表示各场站的该标准化指标平均值，N表示参加评价的指标个数。

8.根据权利要求7所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述计算各新能源场站限电量包括：

根据综合评价指数计算限电时段各新能源场站分担调节功率，计算公式为：

式(9)中，P_i表示i场站的分担调节功率，为i场站综合运行评价系数，P_demand为区域内新能源限电总需求，N为区域内参与调节场站数量；

根据各新能源场站限电时段的分担调节功率计算各新能源场站实际分配额，合成控制指令。

9.根据权利要求8所述的新能源场站限电时段有功分配方法，其特征在于，所述计算各新能源场站实际分配额还包括：确认各新能源场站发电容量，超过新能源场站调节能力的按该场站最小发电功率执行；计算有功调节差额，并将已经按最小发电功率进行分配的新能源场站去除后，重新计算分担调节功率，最终形成各新能源场站限电时段有功分配指令。