CN115146898A - 一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法 - Google Patents

一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，涉及电气工程技术领域，本发明利用原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值、超越概率比值生成综合分析评价指数，用于整体评价电网调峰难度变化，包括以下步骤：1)根据电网调峰难度分析的需要，对获取的电网数据进行预处理，确保采用的数据可靠有效。2）通过计算分析本区域负荷需求峰谷差分布特性。3）通过计算分析各指标对该区域电网调峰难度的影响。4）通过计算各指标在电网调峰难度评价中的权重。5）通过计算综合分析评价指数，整体评价新能源优先消纳对电网调峰难度的影响，通过以上等步骤，进而为调度机构采取合理措施增大电网调峰能力做数据支撑。

Description

一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法。
背景技术
在新能源优先调度的原则下，大量新能源场站接入后在很大程度上改变了电网负荷特性，进而对电网调峰产生很大影响，特别是在某些风电场装机容量渗透率很高的地区，风电的反调峰特性使得该地区电网调峰难度急剧增大。为更好地促进新能源消纳，需依据电网调峰难度指导电网调度机构采取合理措施，提高电网调峰能力是目前研究重点。目前在分析新能源优先消纳对电网调峰难度的研究中，学者们多以对比原始负荷需求和等效负荷需求峰谷差来定性分析，而对于如何定量精确地描述某地区在新能源并网发电后新能源优先消纳对电网调峰难度影响的研究鲜有。
发明内容
本发明为解决上述技术难题，结合负荷需求峰谷差数据，通过求取负荷需求峰谷差的衍生指标(均值、极值、标准差和概率分布)，并在此基础上设计了一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，用于定量准确地描述某地区新能源优先消纳对电网调峰难度的影响，进而为调度机构采取合理措施增大电网调峰能力做数据支撑。本发明是通过如下的技术方案予以实现的：一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：根据新能源接入后电网调峰难度分析的需要，对获取的电网数据进行重复数据过滤、异常数据剔除、缺失数据填充等数据预处理，确保采用的数据可靠有效；
步骤S2：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差极值、均值、标准差和概率分布，分析本区域负荷需求峰谷差分布特性，了解该区域负荷需求的分布情况和波动情况；
步骤S3：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值，分析各指标在新能源优先消纳后对电网调峰难度的影响；
步骤S4：计算两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值在电网调峰难度评价中的权重；
步骤S5：基于两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值、超越概率比值及各项指标所占的权重，计算综合分析评价指数。
作为优选：所述S2中了解该区域负荷需求的分布情况和波动情况具体步骤为：
步骤S21：计算负荷需求的峰谷差极值，该极值用于表述负荷需求在该天的变化范围，数值越大表示该天负荷需求变化幅度越大，电网调峰难度越大，具体公式如下：
PVi＝Pimax-Pimin (1)
式中，PVi为某区域电网在第i天的负荷需求峰谷差；Pimax为某区域电网在第i天的负荷需求极大值；PVi为某区域电网在第i天的负荷需求极小值；
步骤S22：根据得到的负荷需求峰谷差，分别计算负荷峰谷差极值、均值、标准差和概率分布；
(1)负荷需求峰谷差极值
负荷需求峰谷差极值代表该区域电网调峰难度的极端情形，峰谷差极大值代表着该区域电网调峰最难场景，极小值代表着该区域电网调峰难度最小场景，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000021
Figure BDA0003608232260000022
式中，
Figure BDA0003608232260000023
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000024
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极小值；
Figure BDA0003608232260000025
为求取数据集合中最大值的函数；
Figure BDA0003608232260000026
为求取数据集合中最小值的函数；
(2)负荷需求峰谷差均值
负荷需求峰谷差均值代表该区域电网调峰难度的典型情形，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000027
式中，
Figure BDA0003608232260000028
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的均值；
Figure BDA0003608232260000029
为求取数据集合均值的函数；
(3)负荷需求峰谷差标准差
负荷需求峰谷差标准差代表该区域电网调峰难度的波动情形，具体公式如下：
Figure BDA00036082322600000210
式中，
Figure BDA00036082322600000211
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure BDA00036082322600000212
为求取数据集合标准差值的函数；
(4)负荷需求峰谷差概率分布
负荷需求峰谷差概率分布是用于描述负荷需求峰谷差数值分布特征，在此基础上求取负荷需求峰谷差累计概率分布，进而得到该区域负荷峰谷差超过调峰困难极限值(α)的概率，具体公式如下：
f(PV)＝num(PV)/N (6)
F(PV)＝sum(f(PVj)) (7)
式中，PV为负荷需求峰谷差集合中数据；PVj为负荷需求峰谷差小于PV集合排序后第j个数据；
Figure BDA0003608232260000031
为求取数据集合中某数出现的频数；
Figure BDA0003608232260000032
为求和函数；
Figure BDA0003608232260000033
为概率分布函数；
Figure BDA0003608232260000034
为累计概率分布函数。
作为优选：所述S3中具体计算方法为：
(1)两负荷需求峰谷差极值比值
两负荷需求峰谷差极值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求极端情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000035
Figure BDA0003608232260000036
Figure BDA0003608232260000037
式中，β为平衡度系数，X11为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极大值比值，X12为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极小值比值，
Figure BDA0003608232260000038
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000039
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA00036082322600000310
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极小值；
Figure BDA00036082322600000311
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极小值；
(2)两负荷需求峰谷差均值比值
两负荷需求峰谷差均值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求整体大小变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA00036082322600000312
式中，
Figure BDA0003608232260000041
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的均值；
Figure BDA0003608232260000042
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的均值；
(3)两负荷需求峰谷差标准差比值
两负荷需求峰谷差标准差比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差整体稳定情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000043
式中，
Figure BDA0003608232260000044
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure BDA0003608232260000045
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的标准差值；
(4)两负荷需求峰谷差超越α概率比值
两负荷需求峰谷差超越α概率比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差极端情形的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000046
式中，F1(α)为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差大于α的概率；F2(α)为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差大于α的概率。
作为优选：所述步骤S4中具体的计算如下：
步骤S41：根据序关系分析法：G1法，确定确立各比值的主观权重，具体计算如下。
1)按照业务分析需求，确定两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的相对重要程度排序；
2)确定指标Xi的权重wi对相邻指标Xi-1权重wi-1的重要性程度之比ri，ri可由各专家判定并取其平均值；
3)根据选取的重要性标度之比计算确定各指标的权重向量，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000047
Figure BDA0003608232260000048
式中，wi为第i项指标的主观权重，且
Figure BDA0003608232260000049
步骤S42：根据变异系数法(CV法)确定确立各比值的客观权重，具体如下：
1)计算两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的均值，表达式如下：
Xmean＝mean(Xi) (16)
式中，Xmean为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的均值；
Figure BDA0003608232260000056
为求取数据集合均值的函数；
2)求取两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的标准差值，表达式如下：
Xstdev＝stdev(Xi) (17)
式中，Xstdev为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的标准差值；
Figure BDA0003608232260000057
为求取数据集合标准差值的函数；
3)根据得出的均值和标准差值，求取各项指标的变异系数；
Figure BDA0003608232260000051
式中，δi为第i项指标的变异系数；
4)根据得出的变异系数，求取各项指标的客观权重；
Figure BDA0003608232260000052
式中，ωi为第i项指标的客观权重，且
Figure BDA0003608232260000053
步骤S43：根据得出两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值的主客观权重，计算各比值在电网调峰难度评价中的综合权重，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000054
式中,Wi为第i项指标的综合权重，且
Figure BDA0003608232260000055
本发明所设计的新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，通过负荷峰谷差极值、均值、标准差和概率分布四个衍生指标，分析负荷需求峰谷差的分布情况和波动情况，弥补了传统方法的单一性和简易性，同时采用序关系分析法(G1法)以及变异系数法(CV法)两种主客观结合的方法确立各指标的权重，使得电力企业更加全面、系统地了解本地区新能源优先消纳对电网调峰难度的影响，进而为调度机构采取合理措施增大电网的调峰能力做数据支撑。
附图说明
图1为本发明的结构流程图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作详细的介绍：如图1所示，一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，所述方法包括如下步骤：
步骤S1：根据新能源接入后电网调峰难度分析的需要，对获取的电网数据进行重复数据过滤、异常数据剔除、缺失数据填充等数据预处理，确保采用的数据可靠有效；
步骤S2：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差极值、均值、标准差和概率分布，分析本区域负荷需求峰谷差分布特性，了解该区域负荷需求的分布情况和波动情况；
步骤S3：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值，分析各指标在新能源优先消纳后对电网调峰难度的影响；
步骤S4：计算两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值在电网调峰难度评价中的权重；
步骤S5：基于两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值、超越概率比值及各项指标所占的权重，计算综合分析评价指数。
作为优选：所述S2中了解该区域负荷需求的分布情况和波动情况具体步骤为：
步骤S21：计算负荷需求的峰谷差极值，该极值用于表述负荷需求在该天的变化范围，数值越大表示该天负荷需求变化幅度越大，电网调峰难度越大，具体公式如下：
PVi＝Pimax-Pimin (1)
式中，PVi为某区域电网在第i天的负荷需求峰谷差；Pimax为某区域电网在第i天的负荷需求极大值；PVi为某区域电网在第i天的负荷需求极小值；
步骤S22：根据得到的负荷需求峰谷差，分别计算负荷峰谷差极值、均值、标准差和概率分布；
(1)负荷需求峰谷差极值
负荷需求峰谷差极值代表该区域电网调峰难度的极端情形，峰谷差极大值代表着该区域电网调峰最难场景，极小值代表着该区域电网调峰难度最小场景，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000061
Figure BDA0003608232260000062
式中，
Figure BDA0003608232260000063
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000064
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极小值；
Figure BDA0003608232260000071
为求取数据集合中最大值的函数；
Figure BDA0003608232260000072
为求取数据集合中最小值的函数；
(2)负荷需求峰谷差均值
负荷需求峰谷差均值代表该区域电网调峰难度的典型情形，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000073
式中，
Figure BDA0003608232260000074
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的均值；
Figure BDA0003608232260000075
为求取数据集合均值的函数；
(3)负荷需求峰谷差标准差
负荷需求峰谷差标准差代表该区域电网调峰难度的波动情形，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000076
式中，
Figure BDA0003608232260000077
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure BDA0003608232260000078
为求取数据集合标准差值的函数；
(4)负荷需求峰谷差概率分布
负荷需求峰谷差概率分布是用于描述负荷需求峰谷差数值分布特征，在此基础上求取负荷需求峰谷差累计概率分布，进而得到该区域负荷峰谷差超过调峰困难极限值(α)的概率，具体公式如下：
f(PV)＝num(PV)/N (6)
F(PV)＝sum(f(PVj)) (7)
式中，PV为负荷需求峰谷差集合中数据；PVj为负荷需求峰谷差小于PV集合排序后第j个数据；
Figure BDA0003608232260000079
为求取数据集合中某数出现的频数；
Figure BDA00036082322600000710
为求和函数；
Figure BDA00036082322600000711
为概率分布函数；
Figure BDA00036082322600000712
为累计概率分布函数。
作为优选：所述S3中具体计算方法为：
(1)两负荷需求峰谷差极值比值
两负荷需求峰谷差极值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求极端情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA00036082322600000713
Figure BDA0003608232260000081
Figure BDA0003608232260000082
式中，β为平衡度系数，X11为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极大值比值，X12为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极小值比值，
Figure BDA0003608232260000083
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000084
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000085
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极小值；
Figure BDA0003608232260000086
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极小值；
(2)两负荷需求峰谷差均值比值
两负荷需求峰谷差均值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求整体大小变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000087
式中，
Figure BDA0003608232260000088
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的均值；
Figure BDA0003608232260000089
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的均值；
(3)两负荷需求峰谷差标准差比值
两负荷需求峰谷差标准差比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差整体稳定情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA00036082322600000810
式中，
Figure BDA00036082322600000811
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure BDA00036082322600000812
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的标准差值；
(5)两负荷需求峰谷差超越α概率比值
两负荷需求峰谷差超越α概率比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差极端情形的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA00036082322600000813
式中，F1(α)为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差大于α的概率；F2(α)为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差大于α的概率。
作为优选：所述步骤S4中具体的计算如下：
步骤S41：根据序关系分析法：G1法，确定确立各比值的主观权重，具体计算如下。
1)按照业务分析需求，确定两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的相对重要程度排序；
2)确定指标Xi的权重wi对相邻指标Xi-1权重wi-1的重要性程度之比ri，ri可由各专家判定并取其平均值；
4)根据选取的重要性标度之比计算确定各指标的权重向量，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000091
Figure BDA0003608232260000092
式中，wi为第i项指标的主观权重，且
Figure BDA0003608232260000093
步骤S42：根据变异系数法(CV法)确定确立各比值的客观权重，具体如下：
3)计算两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的均值，表达式如下：
Xmean＝mean(Xi) (16)
式中，Xmean为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的均值；
Figure BDA0003608232260000096
为求取数据集合均值的函数；
4)求取两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的标准差值，表达式如下：
Xstdev＝stdev(Xi) (17)
式中，Xstdev为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的标准差值；
Figure BDA0003608232260000097
为求取数据集合标准差值的函数；
3)根据得出的均值和标准差值，求取各项指标的变异系数；
Figure BDA0003608232260000094
式中，δi为第i项指标的变异系数；
4)根据得出的变异系数，求取各项指标的客观权重；
Figure BDA0003608232260000095
式中，ωi为第i项指标的客观权重，且
Figure BDA0003608232260000101
步骤S43：根据得出两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值的主客观权重，计算各比值在电网调峰难度评价中的综合权重，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000102
式中,Wi为第i项指标的综合权重，且
Figure BDA0003608232260000103
具体实施例
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本实施例提出了一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，具体如图1所示，包括以下关键步骤：
步骤S1：根据新能源接入后电网调峰难度分析的需要，对获取的电网数据进行重复数据过滤、异常数据剔除、缺失数据填充等数据预处理，确保采用的数据可靠有效；
步骤S2：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差极值、均值、标准差和概率分布，分析本区域负荷需求峰谷差分布特性，了解该区域负荷需求的分布情况和波动情况。
步骤S21：首先计算负荷需求的峰谷差，该值用于表述负荷需求在该天的变化范围，数值越大表示该天负荷需求变化幅度越大，电网调峰难度越大，具体公式如下：
PVi＝Pimax-Pimin (1)
式中，PVi为某区域电网在第i天的负荷需求峰谷差；Pimax为某区域电网在第i天的负荷需求极大值；PVi为某区域电网在第i天的负荷需求极小值。
步骤S22：根据得到的负荷需求峰谷差，分别计算负荷峰谷差极值、均值、标准差和概率分布。
(1)负荷需求峰谷差极值
负荷需求峰谷差极值代表该区域电网调峰难度的极端情形，峰谷差极大值代表着该区域电网调峰最难场景，极小值代表着该区域电网调峰难度最小场景，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000104
Figure BDA0003608232260000105
式中，
Figure BDA0003608232260000111
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000112
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极小值；
Figure BDA0003608232260000113
为求取数据集合中最大值的函数；
Figure BDA0003608232260000114
为求取数据集合中最小值的函数。
(2)负荷需求峰谷差均值
负荷需求峰谷差均值代表该区域电网调峰难度的典型情形，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000115
式中，
Figure BDA0003608232260000116
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的均值；
Figure BDA0003608232260000117
为求取数据集合均值的函数。
(3)负荷需求峰谷差标准差
负荷需求峰谷差标准差代表该区域电网调峰难度的波动情形，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000118
式中，
Figure BDA0003608232260000119
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure BDA00036082322600001110
为求取数据集合标准差值的函数。
(4)负荷需求峰谷差概率分布
负荷需求峰谷差概率分布是用于描述负荷需求峰谷差数值分布特征，在此基础上求取负荷需求峰谷差累计概率分布，进而得到该区域负荷峰谷差超过调峰困难极限值(α)的概率，具体公式如下：
f(PV)＝num(PV)/N (6)
F(PV)＝sum(f(PVj)) (7)
式中，PV为负荷需求峰谷差集合中数据；PVj为负荷需求峰谷差小于PV集合排序后第j个数据；
Figure BDA00036082322600001111
为求取数据集合中某数出现的频数；
Figure BDA00036082322600001112
为求和函数；
Figure BDA00036082322600001113
为概率分布函数；
Figure BDA00036082322600001114
为累计概率分布函数。
步骤S3：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值，分析各指标在新能源优先消纳后对电网调峰难度的影响。
(1)两负荷需求峰谷差极值比值
两负荷需求峰谷差极值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求极端情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000121
Figure BDA0003608232260000122
Figure BDA0003608232260000123
式中，β为平衡度系数，X11为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极大值比值，X12为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极小值比值，
Figure BDA0003608232260000124
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000125
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极大值；
Figure BDA0003608232260000126
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极小值；
Figure BDA0003608232260000127
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极小值。
(2)两负荷需求峰谷差均值比值
两负荷需求峰谷差均值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求整体大小变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000128
式中，
Figure BDA0003608232260000129
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的均值；
Figure BDA00036082322600001210
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的均值。
(3)两负荷需求峰谷差标准差比值
两负荷需求峰谷差标准差比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差整体稳定情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA00036082322600001211
式中，
Figure BDA00036082322600001212
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure BDA00036082322600001213
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的标准差值。
(6)两负荷需求峰谷差超越α概率比值
两负荷需求峰谷差超越α概率比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差极端情形的变化趋势，具体公式如下：
Figure BDA00036082322600001214
式中，F1(α)为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差大于α的概率；F2(α)为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差大于α的概率。
步骤S4：计算两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值在电网调峰难度评价中的权重。
步骤S41：根据序关系分析法(G1法)确定确立各比值的主观权重，具体计算如下。
1)按照业务分析需求，确定两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的相对重要程度排序。
2)确定指标Xi的权重wi对相邻指标Xi-1权重wi-1的重要性程度之比ri，ri可由各专家判定并取其平均值，其取值可以参考表1。
Figure BDA0003608232260000131
表1指标权重比例形成准则5)根据选取的重要性标度之比计算确定各指标的权重向量，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000132
Figure BDA0003608232260000133
式中，wi为第i项指标的主观权重，且
Figure BDA0003608232260000134
步骤S42：根据变异系数法(CV法)确定确立各比值的客观权重，具体如下。
5)计算两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的均值，表达式如下：
Xmean＝mean(Xi) (16)
式中，Xmean为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的均值；
Figure BDA0003608232260000135
为求取数据集合均值的函数。
6)求取两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的标准差值，表达式如下：
Xstdev＝stdev(Xi) (17)
式中，Xstdev为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的标准差值；
Figure BDA0003608232260000147
为求取数据集合标准差值的函数。
3)根据得出的均值和标准差值，求取各项指标的变异系数。
Figure BDA0003608232260000141
式中，δi为第i项指标的变异系数。
4)根据得出的变异系数，求取各项指标的客观权重。
Figure BDA0003608232260000142
式中，ωi为第i项指标的客观权重，且
Figure BDA0003608232260000143
步骤S43：根据得出两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值的主客观权重，计算各比值在电网调峰难度评价中的综合权重，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000144
式中,Wi为第i项指标的综合权重，且
Figure BDA0003608232260000145
步骤S5：基于两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值、超越概率比值及各项指标所占的权重，计算综合分析评价指数，具体公式如下：
Figure BDA0003608232260000146
式中，CAEI为综合分析评价指数，表示新能源优先消纳对电网调峰难度的整体影响，其值越接近1，代表该区域电网在新能源优先消纳的情况下，调峰难度越小，调峰能力越强。
本发明的技术特点如下：
1)通过计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值、超越概率比值(电网调峰困难极限值)，定量分析新能源并网发电后对电网调峰难度影响，弥补了传统方法的单一性和简易性；2)根据业务分析的需要，通过采用序关系分析法(G1法)以及变异系数法(CV法)两种主客观结合的方法确立指标的权重，充分考虑了不同用户、不同时期对各项指标的关注和需求，使得电网调峰难度的分析更加科学合理。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
步骤S1：根据新能源接入后电网调峰难度分析的需要，对获取的电网数据进行重复数据过滤、异常数据剔除、缺失数据填充等数据预处理，确保采用的数据可靠有效；
步骤S2：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差极值、均值、标准差和概率分布，分析本区域负荷需求峰谷差分布特性，了解该区域负荷需求的分布情况和波动情况；
步骤S3：计算原始负荷需求和等效负荷需求的峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值，分析各指标在新能源优先消纳后对电网调峰难度的影响；
步骤S4：计算两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值在电网调峰难度评价中的权重；
步骤S5：基于两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值、超越概率比值及各项指标所占的权重，计算综合分析评价指数。
2.根据权利要求1所述的新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，其特征在于：所述S2中了解该区域负荷需求的分布情况和波动情况具体步骤为：
步骤S21：计算负荷需求的峰谷差极值，该极值用于表述负荷需求在该天的变化范围，数值越大表示该天负荷需求变化幅度越大，电网调峰难度越大，具体公式如下：
PVi＝Pimax-Pimin (1)
式中，PVi为某区域电网在第i天的负荷需求峰谷差；Pimax为某区域电网在第i天的负荷需求极大值；PVi为某区域电网在第i天的负荷需求极小值；
步骤S22：根据得到的负荷需求峰谷差，分别计算负荷峰谷差极值、均值、标准差和概率分布；
(1)负荷需求峰谷差极值
负荷需求峰谷差极值代表该区域电网调峰难度的极端情形，峰谷差极大值代表着该区域电网调峰最难场景，极小值代表着该区域电网调峰难度最小场景，具体公式如下：
Figure FDA0003608232250000011
Figure FDA0003608232250000012
式中，
Figure FDA0003608232250000013
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极大值；
Figure FDA0003608232250000014
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的极小值；
Figure FDA0003608232250000015
为求取数据集合中最大值的函数；
Figure FDA0003608232250000016
为求取数据集合中最小值的函数；
(2)负荷需求峰谷差均值
负荷需求峰谷差均值代表该区域电网调峰难度的典型情形，具体公式如下：
Figure FDA0003608232250000021
式中，
Figure FDA0003608232250000022
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的均值；
Figure FDA0003608232250000023
为求取数据集合均值的函数；
(3)负荷需求峰谷差标准差
负荷需求峰谷差标准差代表该区域电网调峰难度的波动情形，具体公式如下：
Figure FDA0003608232250000024
式中，
Figure FDA0003608232250000025
为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure FDA0003608232250000026
为求取数据集合标准差值的函数；
(4)负荷需求峰谷差概率分布
负荷需求峰谷差概率分布是用于描述负荷需求峰谷差数值分布特征，在此基础上求取负荷需求峰谷差累计概率分布，进而得到该区域负荷峰谷差超过调峰困难极限值(α)的概率，具体公式如下：
f(PV)＝num(PV)/N (6)
F(PV)＝sum(f(PVj)) (7)
式中，PV为负荷需求峰谷差集合中数据；PVj为负荷需求峰谷差小于PV集合排序后第j个数据；
Figure FDA0003608232250000027
为求取数据集合中某数出现的频数；
Figure FDA0003608232250000028
为求和函数；
Figure FDA0003608232250000029
为概率分布函数；
Figure FDA00036082322500000210
为累计概率分布函数。
3.根据权利要求1所述的新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，其特征在于：所述S3中具体计算方法为：
(1)两负荷需求峰谷差极值比值
两负荷需求峰谷差极值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求极端情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure FDA00036082322500000211
Figure FDA0003608232250000031
Figure FDA0003608232250000032
式中，β为平衡度系数，X11为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极大值比值，X12为某区域电网某段时间内两负荷需求峰谷差的极小值比值，
Figure FDA0003608232250000033
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极大值；
Figure FDA0003608232250000034
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极大值；
Figure FDA0003608232250000035
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的极小值；
Figure FDA0003608232250000036
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的极小值；
(2)两负荷需求峰谷差均值比值
两负荷需求峰谷差均值比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求整体大小变化趋势，具体公式如下：
Figure FDA0003608232250000037
式中，
Figure FDA0003608232250000038
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的均值；
Figure FDA0003608232250000039
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的均值；
(3)两负荷需求峰谷差标准差比值
两负荷需求峰谷差标准差比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差整体稳定情况的变化趋势，具体公式如下：
Figure FDA00036082322500000310
式中，
Figure FDA00036082322500000311
为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差的标准差值；
Figure FDA00036082322500000312
为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差的标准差值；
(4)两负荷需求峰谷差超越α概率比值
两负荷需求峰谷差超越α概率比值是用于描述新能源接入电网后负荷需求峰谷差极端情形的变化趋势，具体公式如下：
Figure FDA00036082322500000313
式中，F1(α)为某区域电网某段时间内原始负荷需求峰谷差大于α的概率；F2(α)为某区域电网某段时间内新能源接入后等效负荷需求峰谷差大于α的概率。
4.根据权利要求1所述的新能源优先消纳的电网调峰难度分析方法，其特征在于：所述步骤S4中具体的计算如下：
步骤S41：根据序关系分析法：G1法，确定确立各比值的主观权重，具体计算如下。
1)按照业务分析需求，确定两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的相对重要程度排序；
2)确定指标Xi的权重wi对相邻指标Xi-1权重wi-1的重要性程度之比ri，ri可由各专家判定并取其平均值；
3)根据选取的重要性标度之比计算确定各指标的权重向量，具体公式如下：
Figure FDA0003608232250000041
Figure FDA0003608232250000042
式中，wi为第i项指标的主观权重，且
Figure FDA0003608232250000043
步骤S42：根据变异系数法(CV法)确定确立各比值的客观权重，具体如下：
1)计算两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的均值，表达式如下：
Xmean＝mean(Xi) (16)
式中，Xmean为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的均值；
Figure FDA0003608232250000044
为求取数据集合均值的函数；
2)求取两负荷需求峰谷差比值X1、X2、X3、X4的标准差值，表达式如下：
Xstdev＝stdev(Xi) (17)
式中，Xstdev为某区域电网某段时间内负荷需求峰谷差比值的标准差值；
Figure FDA0003608232250000045
为求取数据集合标准差值的函数；
3)根据得出的均值和标准差值，求取各项指标的变异系数；
Figure FDA0003608232250000046
式中，δi为第i项指标的变异系数；
4)根据得出的变异系数，求取各项指标的客观权重；
Figure FDA0003608232250000047
式中，ωi为第i项指标的客观权重，且
Figure FDA0003608232250000051
步骤S43：根据得出两负荷需求峰谷差均值比值、极值比值、标准差比值以及超越概率比值的主客观权重，计算各比值在电网调峰难度评价中的综合权重，具体公式如下：
Figure FDA0003608232250000052
式中,Wi为第i项指标的综合权重，且
Figure FDA0003608232250000053
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