CN112116216B - 一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法及系统。方法包括：确定基于不同使用对象的新能源消纳指数，新能源消纳指数由新能源消纳基础指标组合而成；基于建立的电网分区模型，获取基础数据；根据基础数据，计算分区区域的新能源消纳基础指标；根据新能源消纳基础指标以及相应的权重，计算分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数；根据所述新能源消纳指数对新能源消纳情况进行评价。本发明能够根据不同对象建立多维度的评价指标体系，不仅可以评估季度、年度的新能源消纳状态、日前日内的消纳能力，而且还可以评估新能源中长期的消纳趋势做出判断，根据不同使用对象发布不同新能源指数，引导相关使用人员做出正确决策。

Description

一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法及系统

技术领域

本发明属于电力系统潮流技术领域，具体涉及一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法及系统。

背景技术

大力发展新能源是我国能源转型的重要举措，在国家能源战略引领和政策驱动下，我国新能源得到了快速发展。截止到2019年底，我国新能源装机总量占全国电源总量的21%。

新能源产业不断发展壮大，产业规模和技术装备水平连续跃上新台阶，为缓解能源资源约束和生态缓解压力做出突出贡献。但同时，新能源发展不平衡、不充分的矛盾也日益突出，特别是新能源消纳问题突出，严重制约了电力行业的健康可持续发展。

新能源消纳评价指标体系是新能源消纳的基础，在保证电网安全性和稳定性的基础上，如何促进新能源最大消纳是最为关键的问题。现有的新能源消纳评价体系，目前只有单个地区新能源利用率这个单一指标评价新能源的消纳情况，评价指标过于单一，无法对新能源消纳能力、消纳受阻、消纳趋势等新能源消纳问题进行综合评价，因此迫切需要建立新的新能源消纳体系，以引导电网调度人员、新能源发电企业、新能源潜在投资者做出更合理的决策。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，以解决现有技术中存在的传统新能源消纳评价指标单一，无法综合评价新能源消纳能力、消纳受阻、消纳趋势的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一方面，本发明提供一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，包括以下步骤：

确定基于不同使用对象的新能源消纳指数，所述新能源消纳指数由与其对应的新能源消纳基础指标组合而成；

基于建立的电网分区模型，获取分区区域的与所述新能源消纳基础指标相关的基础数据；

根据所述基础数据，计算分区区域的所述新能源消纳基础指标；

根据所述分区区域的所述新能源消纳基础指标以及相应的权重，计算出分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数；

根据所述新能源消纳指数对新能源消纳情况进行评价。

可选的，所述使用对象包括电网调度机构或人员、新能源发电企业、新能源潜在投资企业和政府机构。

可选的，基于电网调度机构或人员的新能源消纳指数为新能源消纳裕度指数，基于新能源发电企业的新能源消纳指数为新能源发电综合指数，基于新能源潜在投资企业的新能源消纳指数为新能源投资指数，基于政府机构的新能源消纳指数为新能源节能环保指数。

可选的，所述新能源消纳裕度指数由本区新能源消纳裕度、跨区新能源消纳裕度和柔性负荷消纳裕度组合而成。

可选的，所述新能源发电综合指数由关键断面负载率关联度、负荷裕度、区外来电占比、常规电源下调裕度、新能源预测精度以及负荷预测精度组合而成。

可选的，所述新能源投资指数由新能源渗透率、负荷增长率、新能源消纳率组合而成。

可选的，所述新能源节能环保指数由新能源发电量占比、新能源消纳率组合而成。

可选的，所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，还包括：

将计算得到的分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数进行定时或滚动发布。

可选的，所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，还包括：

将新能源消纳裕度指数和新能源发电综合指数在日内和日前滚动发布，新能源投资指数和新能源节能环保指数按季度或年度发布。

另一方面，本发明提供了一种基于多对象多维度的新能源消纳评价系统，包括：

确定模块，用于确定基于不同使用对象的新能源消纳指数，所述新能源消纳指数由与其对应的新能源消纳基础指标组合而成；

数据获取模块，用于基于建立的电网分区模型，获取分区区域的与所述新能源消纳基础指标相关的基础数据；

第一计算模块，用于根据所述基础数据，计算分区区域的所述新能源消纳基础指标；

第二计算模块，用于根据所述分区区域的所述新能源消纳基础指标以及相应的权重，计算出分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数；

评价模块，用于根据所述新能源消纳指数对新能源消纳情况进行评价。

另一方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法。

另一方面，本发明提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法的指令。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1）建立了不同空间的新能源消纳评价指标体系，能够评价电网分区不同空间的新能源消纳综合情况；2）建立了多对象、多维度消纳指标体系，根据电网调度使用人员、新能源发电企业等使用对象发布不同新能源消纳指数，引导相关使用人员做出正确决策；3）技术方案易于部署，展示方式直接明了，同时能够支持多用户使用，具备在实际电力系统应用的条件，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，包括如下步骤：

S1，确定基于不同使用对象的新能源消纳指数，所述新能源消纳指数由与其对应的新能源消纳基础指标组合而成。

S11，针对不同使用对象，建立与每个使用对象相关联的新能源消纳基础指标库，每个新能源消纳基础指标库包括多项新能源消纳基础指标。

具体的，分别以电网调度机构或人员、新能源发电企业、新能源潜在投资企业、政府机构为使用对象，建立分别与所述每个使用对象相关联的新能源消纳基础指标库。其中，与每个使用对象相关联的新能源消纳基础指标库包括有多项新能源消纳基础指标。

按照不同对象，电网调度类关联的基础指标包括本区新能源消纳裕度、跨区新能源消纳裕度、柔性负荷消纳裕度；新能源发电企业类关联的基础指标包括关键断面负载率关联度、负荷裕度、区外来电占比、常规电源下调裕度、新能源预测精度以及负荷预测精度；新能源投资企业类关联的基础指标包括新能源渗透率、负荷增长率、新能源消纳率；政府类关联的基础指标包括新能源发电量占比、新能源消纳率。

S12，根据不同使用对象及其相应的新能源消纳基础指标库，建立与不同使用对象相对应的新能源消纳指数。

根据步骤S11中电网调度机构或人员、新能源发电企业、新能源潜在投资企业、政府机构及其相应的新能源消纳基础指标库，分别建立与电网调度机构或人员相对应的新能源消纳裕度指数、与新能源发电企业相对应的新能源发电综合指数、与新能源潜在投资企业相对应的新能源投资指数，以及与政府结构相对应的新能源节能环保指数。

其中，新能源消纳指数类指标作为设计的一级指标，它可以由多项新能源消纳基础指标组合而成，是电网企业对外发布的数据。

由此，新能源消纳裕度指数由本区新能源消纳裕度、跨区新能源消纳裕度和柔性负荷消纳裕度组合而成。

新能源发电综合指数由关键断面负载率关联度、负荷裕度、区外来电占比、常规电源下调裕度、新能源预测精度以及负荷预测精度组合而成。

新能源投资指数由新能源渗透率、负荷增长率、新能源消纳率组合而成。

新能源节能环保指数由新能源发电量占比、新能源消纳率组合而成。

下面以新能源发电综合指数为例，新能源发电企业类关联的基础指标包括关键断面负载率关联度、负荷裕度、区外来电占比、常规电源下调裕度、新能源以及负荷预测精度。

由关键断面负载率关联度、负荷裕度、区外来电占比这三个基础指标综合形成新能源消纳受限指标，受限指标主要反映新能源由于断面负载、轻负荷等因素形成的综合受限程度。

由常规电源下调裕度、新能源以及负荷预测精度这三个基础指标综合形成新能源消纳提升指标，提升指标主要反映因为当前系统可提升新能源消纳的能力。

将新能源消纳受限指标与新能源消纳提升指标的组合形成新能源发电综合指数，通过新能源发电综合指数的发布，可以了解新能源受限以及可提升的程度，引导发电企业做出决策行为。

S2，基于建立的电网分区模型，获取分区区域的与所述新能源消纳基础指标相关的基础数据。

S21，根据电网行政范围，以网级电网（一般指华东或者华北电网这一层面）为主体，将网级电网系统进行分层分区，建立分区模型，基于分区模型，获取相关新能源基础数据，在此基础上统一计算相关新能源基础指标，形成网级电网中分区区域的新能源指标体系，给后续电网统一调度作出支撑。

例如，根据华东电网行政区域，在华东电网系统数据库中分别建立电量统计表和分区信息统计表。

电量统计表主要记录了各项新能源评估指标类数据，主要包括各省月度单位的总发电量、新能源发电量、火电发电量、新能源弃电量、新能源装机容量、地区总装机容量等基础数据，这些数据由江苏、浙江等华东地区省级电网月度统计后转发至华东电网电量统计表中。

分区信息统计表中建立了各省级电网的分区模型，例如安徽的淮宿分区。分区模型定义与各省级已有分区模型保持一致，数据则记录了各项新能源预警类指标数据，主要包括各分区负荷预测值、分区新能源预测值、分区关键断面值、分区柔性负荷调节裕度等相关新能源数据，这些数据由省级电网实时转发至华东电网。

除此之外，涉及到分析新能源分区断面负载率大数据的部分，由各省级电网统计新能源发电量历史值、关键断面历史值后形成csv文件发送至华东电网相关目录下。

这样，在华东电网地区内形成了分区、省级等相关数据，从不同空间维度对新能源消纳进行评估、更好的在华东区域电网内进行调度。

S22，基于分区模型，获取分区区域的与不同使用对象关联的各项新能源消纳基础指标的相关新能源基础数据。

新能源基础数据，指与各项新能源消纳基础指标相关的基础数据，包括新能源、负荷以及电网潮流的历史数据以及预测数据等，可以从分区信息统计表中读取。

以新能源发电综合指数为例，可以从华东电网系统相关服务器目录下获取关键断面相关历史数据，从分区信息统计表中读取某个分区的新能源预测值、负荷预测值、关键断面计划值、区外来电计划值等新能源相关基础数据。

S3，根据步骤S2获取的分区区域的与所述新能源消纳基础指标相关的基础数据，计算分区区域的所述新能源消纳基础指标。

以新能源发电综合指数为例，根据步骤S2中获取的各项新能源基础数据，依次计算分区内的新能源发电企业类关联的各项新能源消纳基础指标，具体如下：

根据从分区信息表中读取的各个数据，分别计算以下指标：

关键断面负载率关联度，计算方法：

1）根据获取的关键断面相关历史数据，包括分区新能源功率以及分区断面功率的历史值，根据分区断面限值进行断面重载率计算，将断面重载率分为(0-75%)、(75%,85%)、(85%-95%)、(95%以上）四个区间，根据断面重载率的区间对新能源功率进行分类。将分类后的数据利用python编程，利用大数据关联度计算方法皮尔森系数法求取新能源功率与上述重载率区间的关联度，建立新能源功率与关键断面重载率区间的索引关系。

2）计算关键断面负载率：

关键断面负载率 = 关键断面实时值/限值；

3）根据大数据建立的关联度和关键断面重载率的索引关系与关键断面实时负载率，求取关键断面实时负载率的关联度。

负荷裕度 = 新能源预测值/负荷值；

区外来电占比 = 区外来电实时值/区外来电限值；

常规电源下调裕度 =（常规电源总加实时出力-常规电源总加最小出力）/常规电源总加实时出力；

新能源预测精度 =（新能源实发功率 - 新能源预测功率）/新能源实发功率；

负荷预测精度 =（负荷真实值 - 负荷预测值）/负荷真实值。

S4，根据步骤S3所述分区区域的所述新能源消纳基础指标以及相应的权重，计算出分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数。

以新能源发电综合指数为例，

1）以步骤S3计算的各项新能源消纳基础指标为基础，经过加权组合进一步形成新能源消纳受限指标和新能源消纳提升指标；

新能源消纳受限指标 = 关键断面负载率关联度* 0.4 +（1-负荷裕度）* 0.4 +区外来电占比 * 0.2

新能源消纳提升指标 = 常规电源下调裕度 * 0.5 +（1-新能源预测精度）* 0.25+（1-负荷预测精度）* 0.25

2）将新能源消纳受限指标和新能源消纳提升指标进行组合，进一步得出新能源发电综合指数。

新能源发电综合指数=新能源消纳受限指标*0.5 +（1-新能源消纳提升指标）*0.5

S5，根据步骤S4计算的新能源消纳指数对新能源消纳情况进行评价。

根据本发明的一种实施方式，所述方法，还包括：

将计算得到的分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数进行定时或滚动发布。

优选的，根据使用对象，对各新能源消纳指数进行发布。其中，对新能源消纳裕度指数和新能源发电综合指数在日内和日前滚动发布，新能源投资指数和新能源节能环保指数按季度或年度发布。

本发明根据不同时空建立了基于多维度多对象的新能源消纳评价方法，对比单一的新能源利用率这一指标，通过多时空多维度的评价，能够更好地提升新能源消纳水平。

相比于传统单一的评价新能源利用率这一指标方法，本发明能够从不同使用人员入手、根据电网分层分区、对每个电网分区进行单独评价，综合考虑新能源消纳裕度、消纳途径、消纳受阻因素、负荷增长趋势、新能源投资指数等，结合在线分析以及事后评价，通过新能源消纳各种指数以及相应的二级评价指标能够发现电网每个分区新能源消纳能力以及受阻因素，更加符合用户的使用习惯，因此该方法作为单一评价指标的功能完善，具有良好的应用前景。

在另一实施例中，本发明还提供了一种基于多对象多维度的新能源消纳评价系统，包括：

确定模块，用于确定基于不同使用对象的新能源消纳指数，所述新能源消纳指数由与其对应的新能源消纳基础指标组合而成；

数据获取模块，用于基于建立的电网分区模型，获取分区区域的与所述新能源消纳基础指标相关的基础数据；

第一计算模块，用于根据所述基础数据，计算分区区域的所述新能源消纳基础指标；

第二计算模块，用于根据所述分区区域的所述新能源消纳基础指标以及相应的权重，计算出分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数；

评价模块，用于根据所述新能源消纳指数对新能源消纳情况进行评价。

另一方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有一个或多个程序，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法。

另一方面，一种计算设备，包括：一个或多个处理器、存储器以及一个或多个程序，其中一个或多个程序存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法的指令。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

确定基于不同使用对象的新能源消纳指数，所述新能源消纳指数由与其对应的新能源消纳基础指标组合而成；

基于建立的电网分区模型，获取分区区域的与所述新能源消纳基础指标相关的基础数据；

根据所述基础数据，计算分区区域的所述新能源消纳基础指标；

根据所述分区区域的所述新能源消纳基础指标以及相应的权重，计算分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数；

根据所述新能源消纳指数对新能源消纳情况进行评价；

所述使用对象包括电网调度机构或人员、新能源发电企业、新能源潜在投资企业和政府机构；

基于电网调度机构或人员的新能源消纳指数为新能源消纳裕度指数，基于新能源发电企业的新能源消纳指数为新能源发电综合指数，基于新能源潜在投资企业的新能源消纳指数为新能源投资指数，基于政府机构的新能源消纳指数为新能源节能环保指数；所述新能源消纳裕度指数由本区新能源消纳裕度、跨区新能源消纳裕度和柔性负荷消纳裕度组合而成；

所述新能源发电综合指数由关键断面负载率关联度、负荷裕度、区外来电占比、常规电源下调裕度、新能源预测精度以及负荷预测精度组合而成；

所述新能源投资指数由新能源渗透率、负荷增长率、新能源消纳率组合而成；

所述新能源节能环保指数由新能源发电量占比、新能源消纳率组合而成。

2.根据权利要求1所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，其特征在于，还包括：

将计算得到的分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数进行定时或滚动发布。

3.根据权利要求1所述的一种基于多对象多维度的新能源消纳评价方法，其特征在于，还包括：

将新能源消纳裕度指数和新能源发电综合指数在日内和日前滚动发布，新能源投资指数和新能源节能环保指数按季度或年度发布。

4.一种基于多对象多维度的新能源消纳评价系统，包括：

确定模块，用于确定基于不同使用对象的新能源消纳指数，所述新能源消纳指数由与其对应的新能源消纳基础指标组合而成；

数据获取模块，用于基于建立的电网分区模型，获取分区区域的与所述新能源消纳基础指标相关的基础数据；

第一计算模块，用于根据所述基础数据，计算分区区域的所述新能源消纳基础指标；

第二计算模块，用于根据所述分区区域的所述新能源消纳基础指标以及相应的权重，计算出分区区域的基于不同使用对象的新能源消纳指数；

评价模块，用于根据所述新能源消纳指数对新能源消纳情况进行评价；

所述使用对象包括电网调度机构或人员、新能源发电企业、新能源潜在投资企业和政府机构；

基于电网调度机构或人员的新能源消纳指数为新能源消纳裕度指数，基于新能源发电企业的新能源消纳指数为新能源发电综合指数，基于新能源潜在投资企业的新能源消纳指数为新能源投资指数，基于政府机构的新能源消纳指数为新能源节能环保指数；所述新能源消纳裕度指数由本区新能源消纳裕度、跨区新能源消纳裕度和柔性负荷消纳裕度组合而成；

所述新能源发电综合指数由关键断面负载率关联度、负荷裕度、区外来电占比、常规电源下调裕度、新能源预测精度以及负荷预测精度组合而成；

所述新能源投资指数由新能源渗透率、负荷增长率、新能源消纳率组合而成；

所述新能源节能环保指数由新能源发电量占比、新能源消纳率组合而成。