CN117937495A - 分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法及系统，包括：分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；基于比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；基于常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果。本发明精确分析分布式光伏在不同出力同时率下纳入电网电力电量平衡的比例，为分布式光伏的集群功率控制提供需求分析和策略指导。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统运行技术领域，具体涉及一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法及系统。
背景技术
大力发展清洁能源已成为实现“双碳”目标的重要途径。分布式光伏作为绿色经济、土地利用率高的发电资源，近年来在部分地区呈现爆发式增长。分布式光伏大规模接入，呈现出“配网向主网延伸”态势，已超出就地平衡范畴，部分地区午间光伏大发时段，集中式新能源全额弃电依然难以满足系统调峰需求，迫切需要分布式光伏承担平衡调节义务。
然而，目前针对分布式参与电网电力电量平衡调节的定量计算不准确，不能对未来分布式参与调节的电力电量进行快速准确评估。
发明内容
为了解决现有技术针对分布式参与电网电力电量平衡调节的定量计算不准确，不能对未来分布式参与调节的电力电量进行快速准确评估的问题，本发明提出了一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法，包括：
分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；
基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；
基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；
基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果；
其中，所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
可选的，所述分析历史数据中，分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间，包括：
计算历史数据中每时刻分布式光伏出力的同时率；
根据同时率分布区间，选择同时率区间的步长Δr，将分布式光伏同时率进行区间划分，形成n个同时率区间，其中，Δr为同时率区间的步长，n为同时率区间个数；
基于预测的分布式光伏发电功率和分布式光伏发电功率计算分布式光伏功率预测准确性；
基于同时率区间和分布式光伏功率预测准确性，计算每个同时率区间内，满足设定比值置信度要求的预测准确率置信区间。
可选的，所述基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例，包括：
根据分布式光伏功率预测值，计算光伏出力的同时率，确定所述同时率所属的同时率区间；
根据所述同时率所属的同时率区间和所述预测准确率置信区间，确定分布式光伏功率预测值所属置信区间；
将所述分布式光伏功率预测值所属置信区间的下限值作为分布式光伏分级纳入主电网电力电量平衡的比例。
可选的，所述电源开机模型的构建包括：
计算常规电源机组的容量与状态的乘积；
将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和，得到总容量；
以所有总容量最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数设置约束条件；
其中，所述约束条件包括：正备用约束、负备用约束和机组启停约束。
可选的，所述目标函数如下式所示：
式中，为常规电源机组i容量；i为常规电源机组序号；/>为常规电源机组i的状态；F为目标函数；Ng为常规电源机组总数。
可选的，所述基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求，包括：
基于所述常规电源机组开机方式中电网用电负荷功率、电网常规电源最小技术出力、电网联络线受入功率、分布式光伏发电功率、新能源发电功率和集中式新能源最大弃电比例计算分布式光伏总出力；
判断电网用电负荷功率是否大于分布式光伏总出力；
若大于，则分布式光伏总出力全额消纳，否则，无法全额消纳，基于电网用电负荷功率和所述分布式光伏总出力，确定分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
其中，所述常规电源机组开机方式包括：电网用电负荷功率、电网常规电源最小技术出力、电网联络线受入功率、分布式光伏发电功率和新能源发电功率。
可选的，所述分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求按下式计算：
Ppeak(t)＝Pu(t)+Pi(t)+Pdpv(t)+(1-kcpv)Pcpv(t)-Pload(t)
式中，Ppeak(t)为t时刻分布式光伏参与调峰需求；Pu(t)为t时刻省级电网常规电源最小技术出力；Pi(t)为t时刻省级电网联络线受入功率；Pdpv(t)为t时刻分布式光伏发电功率；Pcpv(t)为t时刻集中式新能源发电功率；Kcpv为集中式新能源最大弃电比例；Pload(t)为t时刻省级电网用电负荷功率；t为时刻。
可选的，所述对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果，包括：
根据用电负荷与新能源的差值判断全年周期内每日调峰压力最大时段；
当全年周期内所有调峰压力最大时段分布式光伏均具备消纳空间时，选取最小消纳空间作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果；
当全年周期内所有调峰压力最大时段内存在分布式光伏参与调峰需求的时刻时，选取最大调峰需求作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果。
再一方面本发明还提供了一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析系统，包括：
置信区间确认模块，用于分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；
比例计算模块，用于基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；
开机方式确定模块，用于基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；
调节需求确定模块，用于基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
分析结果确定模块，用于对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果；
其中，所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
可选的，所述置信区间确认模块具体用于：
计算历史数据中每时刻分布式光伏出力的同时率；
根据同时率分布区间，选择同时率区间的步长Δr，将分布式光伏同时率进行区间划分，形成n个同时率区间，其中，Δr为同时率区间的步长，n为同时率区间个数；
基于预测的分布式光伏发电功率和分布式光伏发电功率计算分布式光伏功率预测准确性；
基于同时率区间和分布式光伏功率预测准确性，计算每个同时率区间内，满足设定比值置信度要求的预测准确率置信区间。
可选的，所述比例计算模块具体用于：
根据分布式光伏功率预测值，计算光伏出力的同时率，确定所述同时率所属的同时率区间；
根据所述同时率所属的同时率区间和所述预测准确率置信区间，确定分布式光伏功率预测值所属置信区间；
将所述分布式光伏功率预测值所属置信区间的下限值作为分布式光伏分级纳入主电网电力电量平衡的比例。
可选的，还包括模型构建模块用于：
计算常规电源机组的容量与状态的乘积；
将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和，得到总容量；
以所有总容量最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数设置约束条件；
其中，所述约束条件包括：正备用约束、负备用约束和机组启停约束。
可选的，所述目标函数如下式所示：
式中，为常规电源机组i容量；i为常规电源机组序号；/>为常规电源机组i的状态；F为目标函数；Ng为常规电源机组总数。
再一方面，本申请还提供了一种计算设备，包括：一个或多个处理器；
处理器，用于执行一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如上述所述的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法。
再一方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如上述所述的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法，包括：分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果；其中，所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。本发明精确分析分布式光伏在不同出力同时率下纳入电网电力电量平衡的比例，为分布式光伏的集群功率控制提供需求分析和策略指导，有效解决大规模分布式光伏接入后机组开机方式难以合理制定、电网调峰能力不足带来的风险难以量化的问题。
附图说明
图1为本发明的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法流程图；
图2为本发明的实施例中分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法流程图；
图3为本发明的实施中每日调峰压力最大时刻及当日该时刻的分布式光伏消纳空间或调峰需求分析结果示意图；
图4为本发明的实施中典型日平衡图；
图5为本发明的实施中每日调峰压力最大时刻及当日该时刻的分布式光伏消纳空间或调峰需求分析结果；
图6为本发明的实施中典型日平衡图。
具体实施方式
为解决现有技术中存在的缺失和问题，本发明的目的是提供一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法，为未来分布式参与电网调峰的需求及裕度进行快速准确评估，为后续分布式光伏的规划接入、调度运行和参与电力市场提供理论基础和数据参考。
实施例1：
一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法，如图1所示，包括：
步骤S1：分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；
步骤S2：基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；
步骤S3：基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；
步骤S4：基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
步骤S5：对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果；
其中，所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
针对背景技术存在的问题，本发明提供一种分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析方法。
为解决现有技术中存在的问题，本发明采用如下技术方案：分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析方法。具体的，本发明方法的基本步骤，如图2所示。具体如下：
步骤S1：分析历史数据中，分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间，具体内容如下：
步骤1：分析历史数据(实测和预测数据)中，分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间。
根据分布式光伏出力的同时率r大小，按一定的步长划分同时率区间[r1,r2],[r2,r3],……，[rn-1,rn]，[rn,rn+1]分析分布式光伏在不同出力同时率区间内的每个时刻功率预测准确性情况，r1为第1个同时率区间的上限，r2为第1个同时率区间的下限和第2个同时率区间的上限，rn-1为第n-2个同时率区间的下限和第n-1个同时率区间的上限，rn为第n-1个同时率区间的下限和第n个同时率区间的上限，rn+1为第n个同时率区间的下限和第n个同时率区间的上限。
步骤1.1，计算每个时刻分布式光伏出力的同时率r(t)：
式中：Pr(t)为t时刻分布式光伏发电功率；S为分布式光伏装机容量。
步骤1.2，根据同时率分布区间，选择同时率区间的步长Δr，将分布式光伏同时率进行区间划分，形成n个同时率区间[r1,r2]，[r2,r3]，……，[rn-1,rn]，[rn,rn+1]，其中，
步骤1.3，计算每个时刻的分布式光伏功率预测准确性，计算公式定义为：
式中：Ppre(t)为预测的分布式光伏t时刻发电功率，η(t)为t时刻的分布式光伏功率预测准确性，Pr(t)为t时刻分布式光伏发电功率。
步骤1.4，计算每个同时率区间内，满足设定比值置信度要求的光伏预测准确性置信区间。这里以设定比值取90％为例进行介绍，下面以同时率区间[rn,rn+1]为例，说明具体计算过程：
挑选同时率落在[rn,rn+1]区间对应的出力预测准确性集合对其按大到小进行排序，形成序列/>当置信度要求设定为90％时，光伏预测准确性置信区间为/>其中，m＝[90％*k]。(函数y＝f(x)＝[x]为取整函数，表示不超过x的最大整数。)
按上述方法，计算每一个同时率区间对应的90％置信度要求下的分布式光伏功率预测准确性置信区间，得到共计n个同时率区间下的计算结果：
式中，为第1个同时率区间对应的90％置信度要求下的分布式光伏功率预测准确性置信区间，/>为该区间上限，/>为该区间下限；/>为第2个同时率区间对应的90％置信度要求下的分布式光伏功率预测准确性置信区间，/>为该区间上限，/>为该区间下限；/>为第n个同时率区间对应的90％置信度要求下的分布式光伏功率预测准确性置信区间，/>为该区间上限，/>为该区间下限。
步骤S2：基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例，具体内容如下：
步骤2：按照步骤1得到的分布式光伏功率预测置信区间，确定分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例。
步骤2.1，根据分布式光伏功率预测值(日前)，计算光伏出力的同时率，根据步骤1.2结果确定其所属的同时率区间。
步骤2.2，根据步骤1得到的各个同时率区间下，满足一定置信度要求(如90％)的分布式光伏预测准确率置信区间，确定步骤2.1中的分布式光伏功率预测值所属置信区间。该时刻下，分布式光伏纳入电力电量平衡的比例确定为该置信区间的下限值，记为ηdpv。
在步骤S3之前还包括构建电源开机模型。
电源开机模型的构建包括：
计算常规电源机组的容量与状态的乘积；
将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和，得到总容量；
以所有总容量最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数设置约束条件；
其中，所述约束条件包括：正备用约束、负备用约束和机组启停约束。
目标函数：
式中：F为目标函数，为常规电源机组i容量；i为常规电源机组序号；/>为常规电源机组i的状态，1为开机，0为关机，Ng为常规电源机组总数，i为常规电源机组序号。
约束条件：
1)正备用约束
式中：Pload为当日负荷预测曲线；Rep为系统正备用要求；ηdpv为与负荷对应同时刻的分布式光伏发电纳入平衡的比例。
2)负备用约束
式中：为常规机组i最小技术出力；Ren为系统负备用要求。
3)机组启停约束
式中：为机组i连续开机时间；/>为机组i连续停机时间；UTi为机组i最小开机时间；DTi为机组i最小停机时间；/>为机组i在t时刻的状态，1为开机，0为关机；/>为机组i在t-1时刻的状态，1为开机，0为关机。
步骤S3：基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式，具体包括：
步骤3：根据步骤2得到的分布式光伏纳入电力电量平衡的比例，计算考虑分布式光伏发电的常规电源机组开机方式。采用优化算法，基于光伏功率电力电量预测结果结合预先构建的电源开机模型，开展机组开机方式计算，进而得到开机方式。
步骤S4：基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求，具体包括：
步骤4：根据步骤3得到的省级电网常规电源最小技术出力、联络线受入(馈出)、用电负荷、集中式新能源预测出力及分布式光伏预测出力的全年生产模拟时序运行数据，计算分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求。
步骤4.1，对全年周期内的生产模拟时序运行数据进行电力平衡计算，若t时刻省级电网满足下列条件：
Pload(t)＞Pu(t)+Pi(t)+Pdpv(t)+(1-kcpv)Pcpv(t)
式中，Pload(t)为t时刻省级电网用电负荷功率；Pu(t)为t时刻省级电网常规电源最小技术出力；Pi(t)为t时刻省级电网联络线受入功率；Pdpv(t)为t时刻分布式光伏发电功率；Pcpv(t)为t时刻集中式新能源发电功率；Kcpv为集中式新能源最大弃电比例。
则代表t时刻分布式光伏可以全额消纳，省级电网仍具备分布式光伏消纳空间，计算其仍可发电的空间：
Pconsum(t)＝Pload(t)-Pu(t)-Pi(t)-Pdpv(t)-(1-kcpv)Pcpv(t)
式中：Pconsum(t)为t时刻分布式光伏可发电空间；Pload(t)为t时刻省级电网用电负荷功率；Pu(t)为t时刻省级电网常规电源最小技术出力；Pi(t)为t时刻省级电网联络线受入功率；Pdpv(t)为t时刻分布式光伏发电功率；Pcpv(t)为t时刻集中式新能源发电功率；Kcpv为集中式新能源最大弃电比例。
步骤4.2，对全年周期内的生产模拟时序运行数据进行电力平衡计算，若t时刻省级电网满足下列条件：
Pload(t)＜Pu(t)+Pi(t)+Pdpv(t)+(1-kcpv)Pcpv(t)
则代表t时刻分布式光伏无法全额消纳，省级电网需要分布式光伏参与调峰，计算其调峰需求：
Ppeak(t)＝Pu(t)+Pi(t)+Pdpv(t)+(1-kcpv)Pcpv(t)-Pload(t)
式中：Ppeak(t)为t时刻分布式光伏参与调峰需求。
步骤S5：对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果，具体包括：
步骤5：对步骤4计算的全年分布式光伏可发电空间或调峰需求进行分析，选取调峰压力最大时段(指综合考虑典型日负荷峰谷差、新能源出力等因素的系统具有调峰最大压力的时刻)，计算全年最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果。
步骤5.1，全年周期内每日调峰压力最大时段将根据用电负荷与新能源的差值进行判断：
Pdload(t)＝Pload(t)-Pdpv(t)-(1-kcpv)Pcpv(t)
式中：Pdload(t)为t时刻省级电网调度口径负荷功率，越小代表调峰压力越大。
步骤5.2，若全年周期内所有调峰压力最大时段分布式光伏均具备消纳空间，则选取最小消纳空间作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果：
式中：Pdec为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求；argmin为使该函数取得最小值时的变量的值；Tday为该地区分布式光伏每日午间达到或接近最大出力的时刻的时间集合；Y为全年每日的时间集合；t为时刻。
步骤5.3，若全年周期内所有调峰压力最大时段内存在分布式光伏参与调峰需求的时刻，则选取最大调峰需求作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果：
式中：Pdec为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求；argmin为使该函数取得最小值时的变量的值；Pdload(t)为t时刻省级电网调度口径负荷功率，越小代表调峰压力越大。
本发明提出了一种分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求的分析方法，通过该方法，可精确分析分布式光伏在不同出力同时率下纳入电网电力电量平衡的比例，据此优化了系统开机方式，并在此基础上，结合时序生产模拟技术，构建了分布式光伏参与电网电力电量调节的需求，为分布式光伏的集群功率控制提供需求分析和策略指导，有效解决大规模分布式光伏接入后机组开机方式难以合理制定、电网调峰能力不足带来的风险难以量化的问题。
实施例2：
案例1：
采用某地区电网仿真测试案例进行说明。该地区预测2024年全年最大负荷102070.29MW，全年最小技术出力2217.8MW，联络线受入功率最大28070MW，分布式光伏发电功率最大31203.58MW，输入相关边界条件后通过优化算法仿真模拟出全年时序模拟运行数据。根据该地区的用电规律，选取10:00-14:00作为调峰压力最大时段，设置集中式新能源最大弃电比例为1。
图3给出了对2024年366天时序模拟运行数据进行计算后得到的每日调峰压力最大时刻及当日该时刻的分布式光伏消纳空间或调峰需求，可以看出，每日调峰压力最大时刻主要集中在午间12:00和13:00，全年大部分时刻分布式光伏仍存在消纳空间，在春季和夏季出现多次调峰需求，经过计算，预测在2024年2月10日13:00将出现最大调峰需求。
对2024年2月10日全天时序模拟数据进行分析，从图4可以看出，分布式光伏在11：00-14:00出力达到最大值，而在12:00和13:00负荷值已低于常规电源最小技术出力、联络线交换功率和分布式光伏出力的累加曲线，且集中式光伏和集中式风电均处于全部弃电状态，计算Ppeak差值分别为44.01MW和1788.71MW，因此可测算出该地区2024年分布式光伏参与调峰需求Pdec为1788.71MW。
案例2：
采用另一地区电网仿真测试案例进行说明。该地区预测2024年全年最大负荷58472.14MW，全年最小技术出力11431.51MW，联络线受入功率最大13965.73MW，分布式光伏发电功率最大17580.19MW，输入相关边界条件后通过优化算法仿真模拟出全年时序模拟运行数据。根据该地区的用电特性选取11:00-15:00作为调峰压力最大时段，设置集中式新能源最大弃电比例为1。
图5给出了对2024年366天时序模拟运行数据进行计算后得到的每日调峰压力最大时刻及当日该时刻的分布式光伏消纳空间或调峰需求，可以看出，该地区全年没有出现调峰需求，而最低消纳空间主要出现在秋季和冬季，集中于午间12:00，经过计算，预测在2024年10月10日12:00将出现最小消纳空间。
对2024年10月10日全天时序模拟数据进行分析，从图6可以看出，分布式光伏在11：00-13:00出力达到最大值，在集中式光伏和集中式风电全部弃电的情况下，在12:00负荷值已基本接近常规电源最小技术出力、联络线交换功率和分布式光伏出力的累加曲线，消纳空间达到全天最小，计算Ppeak差值分别为1069.28MW，因此可测算出该地区2024年分布式光伏剩余消纳空间Pdec为1069.28MW。
实施例3：
基于同一发明构思的本发明还提供了一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析系统，包括：
置信区间确认模块，用于分析历史数据中，分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；
比例计算模块，用于基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；
开机方式确定模块，用于基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；
调节需求确定模块，用于基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
分析结果确定模块，用于对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果；
其中，所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
可选的，所述置信区间确认模块具体用于：
计算历史数据中每时刻分布式光伏出力的同时率；
根据同时率分布区间，选择同时率区间的步长Δr，将分布式光伏同时率进行区间划分，形成n个同时率区间，Δr为同时率区间的步长，n为同时率区间个数；
基于预测的分布式光伏发电功率和分布式光伏发电功率计算分布式光伏功率预测准确性；
基于同时率区间和分布式光伏功率预测准确性，计算每个同时率区间内，满足设定比值置信度要求的光伏预测准确性置信区间。
可选的，所述比例计算模块具体用于：
根据分布式光伏功率预测值，计算光伏出力的同时率，确定所述同时率所属的同时率区间；
根据所述同时率所属的同时率区间和所述预测准确率置信区间，确定分布式光伏功率预测值所属置信区间；
将所述分布式光伏功率预测值所属置信区间的下限值作为分布式光伏分级纳入主电网电力电量平衡的比例。
可选的，还包括模型构建模块用于：
计算常规电源机组的容量与状态的乘积；
将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和，得到总容量；
以所有总容量最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数设置约束条件；
其中，所述约束条件包括：正备用约束、负备用约束和机组启停约束。
可选的，所述目标函数如下式所示：
式中，为常规电源机组i容量；i为常规电源机组序号；/>为常规电源机组i的状态；F为目标函数。
实施例4：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor、DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能，以实现上述实施例中一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法的步骤。
实施例5：
基于同一种发明构思，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法的步骤。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明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，本发明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。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。
以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在发明待批的本发明的权利要求范围之内。
Claims (15)
1.一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法，其特征在于，包括：
分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；
基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；
基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；
基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果；
其中，所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间，包括：
计算历史数据中每时刻分布式光伏出力的同时率；
根据同时率分布区间，选择同时率区间的步长Δr，将分布式光伏同时率进行区间划分，形成n个同时率区间，其中，Δr为同时率区间的步长，n为同时率区间个数；
基于预测的分布式光伏发电功率和分布式光伏发电功率计算分布式光伏功率预测准确性；
基于同时率区间和分布式光伏功率预测准确性，计算每个同时率区间内，满足设定比值置信度要求的预测准确率置信区间。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例，包括：
根据分布式光伏功率预测值，计算光伏出力的同时率，确定所述同时率所属的同时率区间；
根据所述同时率所属的同时率区间和所述预测准确率置信区间，确定分布式光伏功率预测值所属置信区间；
将所述分布式光伏功率预测值所属置信区间的下限值作为分布式光伏分级纳入主电网电力电量平衡的比例。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电源开机模型的构建包括：
计算常规电源机组的容量与状态的乘积；
将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和，得到总容量；
以所有总容量最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数设置约束条件；
其中，所述约束条件包括：正备用约束、负备用约束和机组启停约束。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标函数如下式所示：
式中，F为目标函数；为常规电源机组i容量；i为常规电源机组序号；/>为常规电源机组i的状态；Ng为常规电源机组总数。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求，包括：
基于所述常规电源机组开机方式中电网用电负荷功率、电网常规电源最小技术出力、电网联络线受入功率、分布式光伏发电功率、新能源发电功率和集中式新能源最大弃电比例计算分布式光伏总出力；
判断电网用电负荷功率是否大于分布式光伏总出力；
若大于，则分布式光伏总出力全额消纳，否则，无法全额消纳，基于电网用电负荷功率和所述分布式光伏总出力，确定分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
其中，所述常规电源机组开机方式包括：电网用电负荷功率、电网常规电源最小技术出力、电网联络线受入功率、分布式光伏发电功率和新能源发电功率。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求按下式计算：
Ppeak(t)＝Pu(t)+Pi(t)+Pdpv(t)+(1-kcpv)Pcpv(t)-Pload(t)
式中，Ppeak(t)为t时刻分布式光伏参与调峰需求；Pu(t)为t时刻省级电网常规电源最小技术出力；Pi(t)为t时刻省级电网联络线受入功率；Pdpv(t)为t时刻分布式光伏发电功率；Pcpv(t)为t时刻集中式新能源发电功率；Kcpv为集中式新能源最大弃电比例；Pload(t)为t时刻省级电网用电负荷功率；t为时刻。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果，包括：
根据用电负荷与新能源的差值判断全年周期内每日调峰压力最大时段；
当全年周期内所有调峰压力最大时段分布式光伏均具备消纳空间时，选取最小消纳空间作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果；
当全年周期内所有调峰压力最大时段内存在分布式光伏参与调峰需求的时刻时，选取最大调峰需求作为分布式光伏参与电网电力电量平衡调节需求分析结果。
9.一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析系统，其特征在于，包括：
置信区间确认模块，用于分析历史数据中分布式光伏不同出力同时率区间内的预测准确率置信区间；
比例计算模块，用于基于预测准确率置信区间计算分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例；
开机方式确定模块，用于基于所述分布式光伏分级纳入主网电力电量平衡的比例和分布式光伏发电参数结合预先构建的电源开机模型，得到常规电源机组开机方式；
调节需求确定模块，用于基于所述常规电源机组开机方式计算分布式光伏参与电网电力电量平衡的调节需求；
分析结果确定模块，用于对所述调节需求进行分析，计算周期内最小可发电空间或最大调峰需求，作为分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析结果；
其中，所述电源开机模型是以所有常规电源机组的容量与状态乘积之和最小为目标构建目标函数，为所述目标函数设置约束条件构建的。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述置信区间确认模块具体用于：
计算历史数据中每时刻分布式光伏出力的同时率；
根据同时率分布区间，选择同时率区间的步长Δr，将分布式光伏同时率进行区间划分，形成n个同时率区间，其中，Δr为同时率区间的步长，n为同时率区间个数；
基于预测的分布式光伏发电功率和分布式光伏发电功率计算分布式光伏功率预测准确性；
基于同时率区间和分布式光伏功率预测准确性，计算每个同时率区间内，满足设定比值置信度要求的预测准确率置信区间。
11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述比例计算模块具体用于：
根据分布式光伏功率预测值，计算光伏出力的同时率，确定所述同时率所属的同时率区间；
根据所述同时率所属的同时率区间和所述预测准确率置信区间，确定分布式光伏功率预测值所属置信区间；
将所述分布式光伏功率预测值所属置信区间的下限值作为分布式光伏分级纳入主电网电力电量平衡的比例。
12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，还包括模型构建模块用于：
计算常规电源机组的容量与状态的乘积；
将所有常规电源机组的容量与状态的乘积求和，得到总容量；
以所有总容量最小为目标构建目标函数；
为所述目标函数设置约束条件；
其中，所述约束条件包括：正备用约束、负备用约束和机组启停约束。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述目标函数如下式所示：
式中，为常规电源机组i容量；i为常规电源机组序号；/>为常规电源机组i的状态；F为目标函数；Ng为常规电源机组总数。
14.一种计算机设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；
所述处理器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法。
15.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存有计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现如权利要求1至8中任一项所述的一种分布式光伏参与电网电量平衡调节需求分析方法。
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