CN116934082A - 考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统 - Google Patents

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CN116934082A CN202310883189.2A CN202310883189A CN116934082A CN 116934082 A CN116934082 A CN 116934082A CN 202310883189 A CN202310883189 A CN 202310883189A CN 116934082 A CN116934082 A CN 116934082A
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Abstract

本发明涉及电力调度技术领域，尤其涉及一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统，包括：确定关键新能源电站和关键调节资源；根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望，以得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到总期望正向调节能力；根据总期望负向影响容量和总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。本发明基于关键新能源电站的期望负向影响容量和关键调节资源的期望正向调节能力评估得到电网运行断面安全裕度，充分考虑了不同场景下的电网运行特性变化，反映了电网运行断面安全裕度的需求变化整体趋势，具有良好的可解释性。

Description

考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统
技术领域
本发明涉及电力调度技术领域，尤其涉及一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统。
背景技术
电网运行断面是指为保障电网安全稳定运行，通过对电网运行分析所选取的一组输变电设备集合，由于电网运行断面的电网潮流较重，若在实时运行期间，其实际潮流超过运行断面潮流限值，可能造成电网输变电设备跳闸，对电网安全运行带来风险，因此，为保障电网运行断面实时运行期间潮流不越限，在电网运行断面实时调控期间会预留出一定的电网运行断面安全裕度，即实际潮流较潮流限值存在一定裕度，以保障电网安全，由此可见，电网运行断面实时调控安全裕度预留对电网运行经济性和安全性具有重要影响。
目前主要采用经验法预留电网运行断面安全裕度，该方法的主要思想在于以统计的电网运行断面潮流越限容量为依据，根据调度员人工经验预留安全裕度，在此基础上，有研究人员进一步细化电网运行断面关键影响因素，采用人工智能算法，建立关键因素与运行断面潮流越限容量间的关系，评估不同场景下的安全裕度需求，然而，这种基于经验法的电网运行断面安全裕度评估仍存在以下缺陷：
(1)由于电网运行断面潮流越限容量是调度员人工调控的结果，受制于不同调度员业务能力、经验的差异，其调控结果并不具备一致性，因此，这种方式难以反映电网运行断面安全裕度的需求变化整体趋势。
(2)现有关键影响因素选取以人工经验选取为主，这种人工选取的方式缺乏可信标准，使得其电网运行断面安全裕度评估缺乏可信依据。
(3)现有的电网运行断面安全裕度评估仍属于静态评估，未充分考虑不同场景下电网运行特性变化，存在安全裕度预留与电网运行状态存在不匹配的问题。
发明内容
本发明提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统，解决的技术问题是，传统基于经验法的电网运行断面安全裕度评估方法难以反映电网运行断面安全裕度的需求变化整体趋势，而且缺乏可信依据，未充分考虑不同场景下电网运行特性变化。
为解决以上技术问题，本发明提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统。
第一方面，本发明提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，所述方法包括以下步骤：
基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源；
根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；
基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；
根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。
在进一步的实施方案中，所述电网潮流转移分布因子包括新能源电站与电网运行断面间的潮流转移分布因子以及调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子，所述基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源的步骤包括：
根据电网潮流转移分布因子，以预设排序规则对所有新能源电站和所有调节资源进行排序，得到对应的新能源电站排序结果和调节资源排序结果；
基于预设的关键新能源电站选取原则和关键新能源电站数目，对所述新能源电站排序结果进行筛选，得到关键新能源电站；
基于预设的调节资源选取原则和关键调节资源数目，对所述调节资源排序结果进行筛选，得到关键调节资源。
在进一步的实施方案中，所述根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望的步骤包括：
根据关键新能源电站的历史发电出力数据，得到关键新能源电站在预设的预测周期内的预测发电出力数据；基于关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
获取关键新能源电站在预测周期内的实际发电出力数据，所述实际发电出力数据包括实际最大发电出力数据和实际最小发电出力数据；
根据所述预测发电出力数据和所述实际发电出力数据，得到关键新能源电站的发电出力波动量；其中，所述发电出力波动量包括关键新能源电站的发电出力正波动量和发电出力负波动量；
基于关键新能源电站的发电出力波动量，计算得到新能源发电出力波动期望。
在进一步的实施方案中，所述基于关键新能源电站的发电出力波动量，计算得到新能源发电出力波动期望的步骤包括：
将所述发电出力波动量以预设的区间划分数进行划分，并统计关键新能源电站的发电出力波动特征；所述发电出力波动特征包括发电出力波动量在每个区间出现的波动次数以及在所有区间出现的波动总次数；
根据关键新能源电站的发电出力波动特征，计算得到新能源发电出力波动期望；所述新能源发电出力波动期望包括关键新能源电站的发电出力正波动期望和发电出力负波动期望；
其中，所述新能源发电出力波动期望的计算公式为：
式中，表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动期望；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动期望；NC表示预设的区间划分数；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动量在第c个区间内的正波动上限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动量在第c个区间内的正波动下限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动量在第c个区间的负波动上限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动量在第c个区间的负波动下限值；/>表示发电出力正波动量在第c个区间出现的正波动次数；/>表示发电出力负波动量在第c个区间出现的负波动次数；表示发电出力正波动量在所有区间内出现的正波动总次数；/>表示发电出力负波动量在所有区间内出现的负波动总次数。
在进一步的实施方案中，所述根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量的步骤包括：
根据所述新能源发电出力波动期望以及每个关键新能源电站与电网运行断面之间的潮流转移分布因子，计算每个关键新能源电站的期望负向影响容量；
对每个关键新能源电站的期望负向影响容量进行求和处理，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；
其中，所述总期望负向影响容量的计算公式为：
式中，PNA表示所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；NN表示关键新能源电站的数目；表示第n个关键新能源电站的期望负向影响容量，其中，当电网运行断面潮流为正向越限风险时，第n个关键新能源电站的期望负向影响容量的计算公式为：
当电网运行断面潮流为负向越限风险时，第n个关键新能源电站的期望负向影响容量的计算公式为：
式中，Gn,s表示第n个关键新能源电站与第s个电网运行断面之间的潮流转移分布因子；表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动期望；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动期望。
在进一步的实施方案中，所述基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力的步骤包括：
根据关键调节资源在预设的预测周期内的实际发电出力数据，计算得到关键调节资源可调容量；其中，所述关键调节资源可调容量包括关键调节资源的正向可调容量和负向可调容量；
根据所述关键调节资源可调容量以及每个关键调节资源与电网运行断面之间的转移分布因子，计算每个关键调节资源的期望正向调节能力；
对每个关键调节资源的期望正向调节能力进行求和处理，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；
其中，所述总期望正向调节能力的计算公式为：
式中，PPA表示所有关键调节资源的总期望正向调节能力；NG表示关键调节资源的数目；表示第g个关键调节资源的期望正向调节能力，其中，当电网运行断面潮流为正向越限风险时，第g个关键调节资源的期望正向调节能力的计算公式为：
当电网运行断面潮流为负向越限风险时，第g个关键调节资源的期望正向调节能力的计算公式为：
式中，Gg,s表示第g个关键调节资源与第s个电网运行断面之间的潮流转移分布因子；表示第g个关键调节资源的正向可调容量；/>表示第g个关键调节资源的负向可调容量。
在进一步的实施方案中，所述电网运行断面安全裕度的计算公式为：
式中，表示电网运行断面安全裕度；PNA表示所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；PPA表示所有关键调节资源的总期望正向调节能力。
第二方面，本发明提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估系统，所述系统包括：
关键因素确定模块，用于基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源；
波动性分析模块，用于根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
影响容量评估模块，用于根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；
调节能力评估模块，用于基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；
安全裕度评估模块，用于根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。
第三方面，本发明还提供了一种计算机设备，包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述计算机设备执行实现上述方法的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统，所述方法通过电网潮流转移分布因子选取关键新能源电站和关键调节资源，并对关键新能源电站的新能源波动性和期望负向影响容量进行分析，对关键调节资源的状态以及调节能力进行分析，以将得到的关键新能源电站的总期望负向影响容量和关键调节资源的总期望正向调节能力，用于评估确定电网运行断面安全裕度。与现有技术相比，该方法基于关键新能源电站的期望负向影响容量和关键调节资源的期望正向调节能力评估得到电网运行断面安全裕度，充分考虑了不同场景下的电网运行特性变化，反映了电网运行断面安全裕度的需求变化整体趋势，具有良好的可解释性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法流程示意图；
图2是本发明实施例提供的考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方式具体实施流程示意图；
图3是本发明实施例提供的考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估系统框图；
图4是本发明实施例提供的计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，实施例的给出仅仅是为了说明目的，并不能理解为对本发明的限定，包括附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制，因为在不脱离本发明精神和范围基础上，可以对本发明进行许多改变。
参考图1，本发明实施例提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S1.基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源；其中，所述电网潮流转移分布因子包括新能源电站与电网运行断面间的潮流转移分布因子以及调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子。
在一个实施例中，所述基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源的步骤包括：
根据新能源电站与电网运行断面间的潮流转移分布因子，以预设排序规则对所有新能源电站进行排序，得到对应的新能源电站排序结果；
基于预设的关键新能源电站选取原则和关键新能源电站数目，对所述新能源电站排序结果进行筛选，得到关键新能源电站。
在本实施例中，所述基于电网运行断面间的潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源的步骤还包括：
根据调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子，以预设排序规则对所有调节资源进行排序，得到对应的调节资源排序结果；
基于预设的调节资源选取原则和关键调节资源数目，对所述调节资源排序结果进行筛选，得到关键调节资源。
具体地，本实施例根据新能源电站等波动源、电储能等调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子，辨识对电网运行断面潮流具有较大影响的关键新能源电站和关键调节资源，由于功率转移分布因子是电力系统中的一个重要参数，它描述了电力系统中各个节点之间的功率转移情况，功率转移分布因子反映了任一节点发电出力或用电功率变化每单位时，待评估运行断面潮流变化量，因此，本实施例可优先采用功率转移分布因子作为新能源电站等波动源、电储能等调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子，以将功率转移分布因子作为关键新能源电站和关键调节资源的筛选标准，其中，功率转移分布因子数值越大，表明新能源电站发电出力或调节资源发电出力对电网运行断面影响越大，需要说明的是，功率转移分布因子数值符号反映了新能源电站或调节资源发电出力对电网运行断面潮流影响方向，当符号为“正号”时，表明当新能源电站或调节资源发电出力增大时，电网运行断面潮流将按照规定正方向增加；反之表明电网运行断面潮流将按照规定负方向增加，考虑到新能源电站或调节资源发电出力波动方向不确定，因此，本实施例在基于新能源电站和调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源时以功率转移分布因子数值大小进行排序，具体为：
根据功率转移分布因子选取关键新能源电站，本实施例优先对新能源电站与待评估电网运行断面间的功率转移分布因子数值从大到小进行排序，然后根据功率转移分布因子数值从大到小的排序结果对新能源电站排序，得到对应的新能源电站排序结果，然后基于预设的关键新能源电站选取原则，对所述新能源电站排序结果进行筛选，若筛选出的满足判定标准的新能源电站数量超过预设的关键新能源电站数目，则按照新能源电站排序结果选取满足预设的关键新能源电站数目要求的关键新能源电站，需要说明的是，关键新能源电站选取原则可由调度人员根据人工经验确定关键新能源电站筛选标准，也可制定判定标准，本实施例优先采用综合筛选法，即由调度人员根据运行经验制定关键新能源电站选取原则；
根据功率转移分布因子选取关键调节资源，本实施例优先对调节资源与待评估电网运行断面间的功率转移分布因子数值从大到小进行排序，然后根据功率转移分布因子数值从大到小的排序结果对调节资源排序，得到对应的调节资源排序结果，然后基于预设的关键调节资源选取原则，对所述调节资源排序结果进行筛选，若筛选出的满足判定标准的调节资源数量超过预设的关键调节资源数目，则按照调节资源排序结果选取满足预设的关键调节资源数目要求的关键调节资源，需要说明的是，关键调节资源选取原则可由调度人员根据人工经验确定关键调节资源筛选标准，也可制定判定标准，本实施例优先采用综合筛选法，即由调度人员根据运行经验制定关键调节资源选取原则。
本实施例考虑到传统基于经验法的电网运行断面安全裕度评估方法，受制于不同调度员业务能力、经验的差异，无法准确评价出安全裕度，一方面，若电网运行断面安全裕度预留较大，电网运行断面越限风险降低，运行安全性提升，然而输变电设备传输能力得不到充分利用，降低电网运行经济性，特别是大量电网运行断面均是新能源送出通道，安全裕度预留较大将影响新能源消纳；另一方面，若电网运行断面安全裕度预留较小，电网运行断面越限风险较高，特别是当前新能源装机规模不断增加，且新能源发电出力波动性对电网潮流分布影响显著，这将进一步增加电网运行断面安全风险，因此，本实施例根据新能源电站与电网运行断面间的潮流转移分布因子以及调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子，选取对电网运行断面潮流具有较大影响的关键新能源电站和关键调节资源，以通过对关键新能源电站和关键调节资源的深层次分析，准确评价电网运行断面的安全裕度，大大提高了电网安全运行保障能力。
S2.根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望。
在一个实施例中，所述根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望的步骤包括：
根据关键新能源电站的历史发电出力数据，得到关键新能源电站在预设的预测周期内的预测发电出力数据；基于关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
获取关键新能源电站在预测周期内的实际发电出力数据，所述实际发电出力数据包括实际最大发电出力数据和实际最小发电出力数据；
根据所述预测发电出力数据和所述实际发电出力数据，得到关键新能源电站的发电出力波动量；其中，所述发电出力波动量包括关键新能源电站的发电出力正波动量和发电出力负波动量；
基于关键新能源电站的发电出力波动量，计算得到新能源发电出力波动期望。
在一个实施例中，所述基于关键新能源电站的发电出力波动量，计算得到新能源发电出力波动期望的步骤包括：
将所述发电出力波动量以预设的区间划分数进行划分，并统计关键新能源电站的发电出力波动特征；所述发电出力波动特征包括发电出力波动量在每个区间出现的波动次数以及在所有区间出现的波动总次数；
根据关键新能源电站的发电出力波动特征，计算得到新能源发电出力波动期望；所述新能源发电出力波动期望包括关键新能源电站的发电出力正波动期望和发电出力负波动期望；
具体地，为了便于理解，以下将具体说明新能源发电出力波动期望的获取过程，本实施例在确定关键新能源之后，根据关键新能源电站的历史发电出力数据，得到关键新能源电站在预设的预测周期内的预测发电出力数据，本实施例优先设置关键新能源电站需要向调度机构每10分钟提供一次预测发电出力，同时调度机构可监测关键新能源电站间隔5秒的实际发电出力，据此可从调度机构中获得关键新能源电站的预测发电出力数据和该预测周期实际最大、最小发电出力数据，需要说明的是，为满足波动性分析要求，本实施例优先设置统计不少于一年历史发电出力数据。
在获取到预测发电出力数据和实际发电出力数据之后，本实施例根据预测发电出力数据和实际发电出力数据计算关键新能源电站的发电出力波动量；在本实施例中，所述发电出力波动量包括关键新能源电站的发电出力正波动量和发电出力负波动量，其中，发电出力正波动量为实际发电出力数据高于预测发电出力数据的波动容量，发电出力负波动量为实际发电出力数据低于预测发电出力数据的波动容量，发电出力正波动量和发电出力负波动量可表示为：
式中，表示第n个关键新能源电站在t时段的发电出力正波动量；/>表示第n个关键新能源电站在t时段的发电出力负波动量；/>表示第n个关键新能源电站在t时段的预测发电出力数据；/>表示第n个关键新能源电站在t时段的实际最大发电出力数据；/>表示第n个关键新能源电站在t时段的实际最小发电出力数据。
本实施例将所述发电出力波动量以预设的区间划分数进行划分，并以各区间出现的波动次数对应比例作为其发生概率估计值，计算得到新能源发电出力波动期望，其中，所述新能源发电出力波动期望包括关键新能源电站的发电出力正波动期望和发电出力负波动期望，关键新能源电站的发电出力正波动期望及发电出力负波动期望为各区间波动容量中位数与发生概率乘积之和，在本实施例中，所述新能源发电出力波动期望的计算公式具体为：
式中，表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动期望；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动期望；NC表示预设的区间划分数；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动量在第c个区间内的正波动上限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动量在第c个区间内的正波动下限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动量在第c个区间的负波动上限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动量在第c个区间的负波动下限值；/>表示发电出力正波动量在第c个区间出现的正波动次数；/>表示发电出力负波动量在第c个区间出现的负波动次数；表示发电出力正波动量在所有区间内出现的正波动总次数；/>表示发电出力负波动量在所有区间内出现的负波动总次数。
本实施例在确定关键新能源之后，根据关键新能源电站的历史发电出力数据，统计其发电出力波动性，以通过对发电出力波动性特征分析，得到关键新能源电站期望负向影响容量，从而在电网运行断面实时调控安全裕度综合评估中考虑关键新能源电站期望负向影响容量。
S3.根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量。
在一个实施例中，所述根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量的步骤包括：
根据所述新能源发电出力波动期望以及每个关键新能源电站与电网运行断面之间的潮流转移分布因子，计算每个关键新能源电站的期望负向影响容量；
对每个关键新能源电站的期望负向影响容量进行求和处理，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量。
具体地，本实施例根据关键新能源电站与电网运行断面之间的功率转移分布因子及其波动性特征，评估实时运行期间新能源发电出力波动对电网运行断面潮流的影响，得到每个关键新能源电站的期望负向影响容量，需要说明的是，期望负向影响容量是指电网运行断面当前潮流水平下将增大其潮流越限风险的期望影响程度，其中，电网运行断面潮流存在正向潮流和负向潮流，若正向潮流较重，存在越限风险，则功率转移分布因子为正的关键新能源电站正波动将增加其潮流越限风险，转移分布因子为负的关键新能源电站负波动也将增加其潮流越限风险；若负向潮流较重，存在越限风险，则转移分布因子为正的关键新能源电站负波动将增加其潮流越限风险，转移分布因子为负的关键新能源电站正波动也将增加其潮流越限风险，由此，统计所有关键新能源电站对该电网运行断面期望负向影响容量，获取总期望负向影响容量的计算公式为：
式中，PNA表示所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；NN表示关键新能源电站的数目；表示第n个关键新能源电站的期望负向影响容量，其中，当电网运行断面潮流为正向越限风险时，第n个关键新能源电站的期望负向影响容量的计算公式为：
当电网运行断面潮流为负向越限风险时，第n个关键新能源电站的期望负向影响容量的计算公式为：
式中，Gn,s表示第n个关键新能源电站与第s个电网运行断面之间的潮流转移分布因子；表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动期望；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动期望。
S4.基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力。
在一个实施例中，所述基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力的步骤包括：
根据关键调节资源在预设的预测周期内的实际发电出力数据，计算得到关键调节资源可调容量；其中，所述关键调节资源可调容量包括关键调节资源的正向可调容量和负向可调容量；
根据所述关键调节资源可调容量以及每个关键调节资源与电网运行断面之间的转移分布因子，计算每个关键调节资源的期望正向调节能力；
对每个关键调节资源的期望正向调节能力进行求和处理，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力。
本实施例步骤S4的目的在于根据电网运行断面潮流水平及关键调节资源实际发电出力，评估其是否具备调节能力，并计算得到关键调节资源的总期望正向调节能力，对于计算关键调节资源的总期望正向调节能力的过程具体为：
根据关键调节资源在预设的预测周期内的实际发电出力数据，计算关键调节资源可调容量，需要说明的是，关键调节资源可调容量可分为关键调节资源的正向可调容量和负向可调容量，其中，正向可调容量为关键调节资源增加发电出力的调节能力，负向可调容量为关键调节资源减少发电出力的调节能力，可表示为：
式中，表示第g个关键调节资源的正向可调容量；/>表示第g个关键调节资源的负向可调容量；/>表示第g个关键调节资源的最大实际发电出力数据；/>表示第g个关键调节资源的最小实际发电出力数据；/>表示第g个关键调节资源在t时段的预测发电出力数据；cg表示第g个关键调节资源的发电出力调节速率；ΔT表示电网运行断面调节周期。
然后，本实施例根据电网运行断面潮流与调节资源可调容量匹配性，计算关键调节资源期望正向调节能力，需要说明的是，电网运行断面潮流存在正向潮流和负向潮流，若正向潮流较重，存在越限风险，则转移分布因子为正的关键调节资源降低发电出力或转移分布因子为负的关键调节资源增加发电出力可缓解越限风险；若负向潮流较重，存在越限风险，则转移分布因子为正的关键调节资源增加发电出力或转移分布因子为负的关键调节资源减少发电出力可缓解越限风险，在本实施例中，关键调节资源的期望正向调节能力是指根据以上电网运行断面潮流与关键调节资源发电出力调节关系，在运行断面调节周期内可对运行断面潮流产生的调节影响，由此，统计所有关键调节资源对该电网运行断面期望正向调节能力，获取总期望正向调节能力的计算公式为：
式中，PPA表示所有关键调节资源的总期望正向调节能力；NG表示关键调节资源的数目；表示第g个关键调节资源的期望正向调节能力，其中，当电网运行断面潮流为正向越限风险时，第g个关键调节资源的期望正向调节能力的计算公式为：
当电网运行断面潮流为负向越限风险时，第g个关键调节资源的期望正向调节能力的计算公式为：
式中，Gg,s表示第g个关键调节资源与第s个电网运行断面之间的潮流转移分布因子；表示第g个关键调节资源的正向可调容量；/>表示第g个关键调节资源的负向可调容量。
S5.根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。
在本实施例中，电网运行断面安全裕度应满足在运行断面在调节周期范围内由关键新能源电站期望负向影响容量所带来的运行断面潮流越限风险，能够通过调整关键调节资源期望正向调节能力予以平衡，因此，本实施例根据关键新能源电站期望负向影响容量和关键调节资源期望正向调节能力，测算安全裕度需求，所述电网运行断面安全裕度的计算公式为：
式中，表示电网运行断面安全裕度；PNA表示所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；PPA表示所有关键调节资源的总期望正向调节能力。
本发明实施例提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，所述方法基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源；根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。相比于现有技术，本实施例提供的评估方法将电网运行断面潮流越限容量由统一标准计算得出，避免出现安全裕度评估方法受制于不同调度员的业务能力导致调控结果不一致的情况，可准确反映电网运行断面安全裕度的需求变化整体趋势，同时本实施例通过潮流转移分布因子选取关键新能源场站及关键调节资源，并通过新能源场站与关键调节资源的期望容量指标确定安全裕度，其决定电网运行断面潮流越限容量的关键影响因素具有确定标准，具有良好的可解释性，获取的安全裕度预留能够与电网运行状态相匹配，可适应不同场景下电网运行特性变化。
需要说明的是，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在一个实施例中，如图3所示，本发明实施例提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估系统，所述系统包括：
关键因素确定模块101，用于基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源；
波动性分析模块102，用于根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
影响容量评估模块103，用于根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；
调节能力评估模块104，用于基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；
安全裕度评估模块105，用于根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。
关于一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估系统的具体限定可以参见上述对于一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法的限定，此处不再赘述。本领域普通技术人员可以意识到，结合本申请所公开的实施例描述的各个模块和步骤，能够以硬件、软件或者两者结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
本发明实施例提供了一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估系统，所述系统通过关键因素确定模块确定关键新能源电站和关键调节资源；通过波动性分析模块计算得到新能源发电出力波动期望；通过影响容量评估模块计算得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；通过调节能力评估模块计算得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；通过安全裕度评估模块实现根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。与现有技术相比，本申请通过潮流转移分布因子选取关键系能源场站及关键调节资源，并通过新能源场站与关键调节资源的期望容量指标确定安全裕度，充分考虑了不同场景下的电网运行特性变化，反映了电网运行断面安全裕度的需求变化整体趋势，具有良好的可解释性。
图4是本发明实施例提供的一种计算机设备，包括存储器、处理器和收发器，它们之间通过总线连接；存储器用于存储一组计算机程序指令和数据，并可以将存储的数据传输给处理器，处理器可以执行存储器存储的程序指令，以执行上述方法的步骤。
其中，存储器可以包括易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者；处理器可以是中央处理器、微处理器、特定应用集成电路、可编程逻辑器件或其组合。通过示例性但不是限制性说明，上述可编程逻辑器件可以是复杂可编程逻辑器件、现场可编程逻辑门阵列、通用阵列逻辑或其任意组合。
另外，存储器可以是物理上独立的单元，也可以与处理器集成在一起。
本领域普通技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有相同的部件布置。
在一个实施例中，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明实施例提供的一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法及系统，其一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法通过潮流转移分布因子选取关键新能源场站及关键调节资源，并通过新能源场站与关键调节资源的期望容量指标确定安全裕度，具有良好的可解释性，而且获取的安全裕度预留能够与电网运行状态相匹配，可适应不同场景下电网运行特性变化。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如SSD)等。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，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替换，这些改进和替换也应视为本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源；
根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；
基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；
根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。
2.如权利要求1所述的一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，其特征在于，所述电网潮流转移分布因子包括新能源电站与电网运行断面间的潮流转移分布因子以及调节资源与电网运行断面间的潮流转移分布因子，所述基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源的步骤包括：
根据电网潮流转移分布因子，以预设排序规则对所有新能源电站和所有调节资源进行排序，得到对应的新能源电站排序结果和调节资源排序结果；
基于预设的关键新能源电站选取原则和关键新能源电站数目，对所述新能源电站排序结果进行筛选，得到关键新能源电站；
基于预设的调节资源选取原则和关键调节资源数目，对所述调节资源排序结果进行筛选，得到关键调节资源。
3.如权利要求1所述的一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，其特征在于，所述根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望的步骤包括：
根据关键新能源电站的历史发电出力数据，得到关键新能源电站在预设的预测周期内的预测发电出力数据；基于关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
获取关键新能源电站在预测周期内的实际发电出力数据，所述实际发电出力数据包括实际最大发电出力数据和实际最小发电出力数据；
根据所述预测发电出力数据和所述实际发电出力数据，得到关键新能源电站的发电出力波动量；其中，所述发电出力波动量包括关键新能源电站的发电出力正波动量和发电出力负波动量；
基于关键新能源电站的发电出力波动量，计算得到新能源发电出力波动期望。
4.如权利要求3所述的一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，其特征在于，所述基于关键新能源电站的发电出力波动量，计算得到新能源发电出力波动期望的步骤包括：
将所述发电出力波动量以预设的区间划分数进行划分，并统计关键新能源电站的发电出力波动特征；所述发电出力波动特征包括发电出力波动量在每个区间出现的波动次数以及在所有区间出现的波动总次数；
根据关键新能源电站的发电出力波动特征，计算得到新能源发电出力波动期望；所述新能源发电出力波动期望包括关键新能源电站的发电出力正波动期望和发电出力负波动期望；
其中，所述新能源发电出力波动期望的计算公式为：
式中，表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动期望；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动期望；NC表示预设的区间划分数；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动量在第c个区间内的正波动上限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动量在第c个区间内的正波动下限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动量在第c个区间的负波动上限值；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动量在第c个区间的负波动下限值；/>表示发电出力正波动量在第c个区间出现的正波动次数；/>表示发电出力负波动量在第c个区间出现的负波动次数；/>表示发电出力正波动量在所有区间内出现的正波动总次数；/>表示发电出力负波动量在所有区间内出现的负波动总次数。
5.如权利要求4所述的一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，其特征在于，所述根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量的步骤包括：
根据所述新能源发电出力波动期望以及每个关键新能源电站与电网运行断面之间的潮流转移分布因子，计算每个关键新能源电站的期望负向影响容量；
对每个关键新能源电站的期望负向影响容量进行求和处理，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；
其中，所述总期望负向影响容量的计算公式为：
式中，PNA表示所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；NN表示关键新能源电站的数目；表示第n个关键新能源电站的期望负向影响容量，其中，当电网运行断面潮流为正向越限风险时，第n个关键新能源电站的期望负向影响容量的计算公式为：
当电网运行断面潮流为负向越限风险时，第n个关键新能源电站的期望负向影响容量的计算公式为：
式中，Gn,s表示第n个关键新能源电站与第s个电网运行断面之间的潮流转移分布因子；表示第n个关键新能源电站的发电出力正波动期望；/>表示第n个关键新能源电站的发电出力负波动期望。
6.如权利要求1所述的一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，其特征在于，所述基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力的步骤包括：
根据关键调节资源在预设的预测周期内的实际发电出力数据，计算得到关键调节资源可调容量；其中，所述关键调节资源可调容量包括关键调节资源的正向可调容量和负向可调容量；
根据所述关键调节资源可调容量以及每个关键调节资源与电网运行断面之间的转移分布因子，计算每个关键调节资源的期望正向调节能力；
对每个关键调节资源的期望正向调节能力进行求和处理，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；
其中，所述总期望正向调节能力的计算公式为：
式中，PPA表示所有关键调节资源的总期望正向调节能力；NG表示关键调节资源的数目；表示第g个关键调节资源的期望正向调节能力，其中，当电网运行断面潮流为正向越限风险时，第g个关键调节资源的期望正向调节能力的计算公式为：
当电网运行断面潮流为负向越限风险时，第g个关键调节资源的期望正向调节能力的计算公式为：
式中，Gg,s表示第g个关键调节资源与第s个电网运行断面之间的潮流转移分布因子；表示第g个关键调节资源的正向可调容量；/>表示第g个关键调节资源的负向可调容量。
7.如权利要求1所述的一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估方法，其特征在于，所述电网运行断面安全裕度的计算公式为：
式中，表示电网运行断面安全裕度；PNA表示所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；PPA表示所有关键调节资源的总期望正向调节能力。
8.一种考虑新能源波动的电网运行断面安全裕度评估系统，其特征在于，所述系统包括：
关键因素确定模块，用于基于电网潮流转移分布因子，确定关键新能源电站和关键调节资源；
波动性分析模块，用于根据关键新能源电站的历史发电出力数据，计算得到新能源发电出力波动期望；
影响容量评估模块，用于根据所述新能源发电出力波动期望，得到所有关键新能源电站的总期望负向影响容量；
调节能力评估模块，用于基于关键调节资源的实际发电出力数据，得到所有关键调节资源的总期望正向调节能力；
安全裕度评估模块，用于根据所述总期望负向影响容量和所述总期望正向调节能力，评估电网运行断面安全裕度。
9.一种计算机设备，其特征在于：包括处理器和存储器，所述处理器与所述存储器相连，所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器中存储的计算机程序，以使得所述计算机设备执行如权利要求1至7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，当所述计算机程序被运行时，实现如权利要求1至7任一项所述的方法。
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