一种计及新能源不确定性的中长期电力电量分解方法

技术领域

本发明属于电力系统分析领域，尤其涉及一种计及新能源不确定性的中长期电力电量分解方法。

背景技术

我国风电、光伏近年来持续快速发展，新能源的快速发展给中国经济的发展注入了新的活力，在一定程度上缓解了能源危机和环境压力，然而近几年来我国面临着日益严重的弃风弃光问题，严重影响了我国新能源产业的健康发展。为了促进新能源的消纳，各地提出了各种措施，其中中长期电量交易是一种积极有效手段，然而交易电量的执行、分解需兼顾考虑新能源发电特性与政策、技术方面的多重因素，致使电量分解执行难度大，给调度部门制定合理的发电计划造成困难。

国内电力生产和调度长期处于计划体制模式下，首先由政府主管部门根据年度经济增长预期和电力电量平衡，综合考虑国家节能减排、资源优化配置等政策和机组运行等条件制定确定电厂(或者机组)年度发电量计划；电力调度机构根据电网负荷和安全需求,编制电网各调度周期运行方式，将年度计划电量分解执行。因中长期系统负荷预测的不确定性以及调度精益化的需求，年度发电量计划的分解执行根据电网实际运行情况不断滚动调整。

现有关于中长期电量的分解主要集中在确定性合约电量的分解，传统的中长期的电量分解主要考虑年度合约完成进度与电厂等负荷率，没有较好地考虑发电计划的调度可执行性，也没有较好地考虑计划执行中新能源和负荷需求等各类不确定因素的影响。少量考虑新能源接入和负荷不确定性研究没有在中长期考虑不确定性的影响，要么将新能源和负荷的预测值作为边界条件，要么只在日前计划和日内滚动阶段考虑不确定性的影响,与现有的大规模不确定性新能源接入的实际调度需求有一定的差距，工程应用价值有限。因此，随着新能源的快速发展，以往的电力电量分解方法不能适应新形势下的复杂要求，需要提出一种考虑新能源发电不确定性的中长期电力电量平衡分析方法。

发明内容

发明目的：本发明的目的旨在提供一种计及新能源不确定性的中长期电力电量分解方法，该系统支持考虑大规模新能源接入电网的发电不确定性特点，建立中长期电力电量滚动平衡分析方法，提高中长期分解计划的可用性和中长期电力电量平衡分析的准确性。

技术方案：为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案是：一种计及新能源不确定性的预设时间段内电力电量分解方法，该方法包括以下步骤：

步骤A、利用年、月历史新能源发电数据，使用线性外推方法，得到预设时间段内新能源发电预测结果Xi；

步骤B、通过历史数据计算新能源发电与新能源发电预测结果的方差，形成新能源发电预测的正态分布；

步骤C、对于新能源发电预测数据，通过正态分布进行不同新能源发电序列的划分，形成新能源发电序列X；

步骤D、根据电网历史负荷数据，进行负荷预测，得到负荷预测数据LF，用负荷预测数据LF减去新能源发电序列X，形成常规机组发电曲线序列L；

步骤E、根据常规机组负荷序列、电网平衡以及机组的出力约束，计算每个负荷序列的交易电量分解曲线，形成分解序列G；

步骤F、对分解序列G，进行平均计算，计算出最终的电力电量分解结果。

进一步的，所述步骤A具体包括如下步骤：对于给定的年、月新能源发电历史数据,以拟合值与实际值之间的绝对差最小为目标函数,建立新能源线性外推函数，用线性外推法方法进行负荷预测，得到需要进行电力电量分解的时间段内能新能源发电预测数据。本发明的中长期可以为自定义的预先设定的时间段。

进一步的，所述步骤B具体包括如下步骤：

B1.新能源预测发电以符合正态分布进行计算，以新能源发电预测Xi作为正态分布的期望值；

B2.通过新能源发电历史数据，计算历史负荷数据与新能源发电预测数据的方差e，以其作为新能源发电正态分布的方差e，确定新能源发电预测值的左边界Xi-3e、右边界Xi+3e。

进一步的，所述步骤C包括如下步骤：根据正态分布,分别取新能源的发电序列为X，即Xi，Xi-e，Xi+e，Xi+2e，Xi-2e,Xi+3e，Xi-3e。

进一步的，所述步骤D包括如下步骤：通过历史负荷曲线，通过线性外推的方法得到需要进行电力电量分解的时间段内负荷预测曲线LF，将负荷预测曲线LF减去新能源发电序列X，即Xi，Xi-e，Xi+e，Xi+2e，Xi-2e,Xi+3e，Xi-3e，结果为去除新能源发电的常规机组的发电曲线序列L,即L0，L1，L2，L3，L4，L5，L6。

进一步的，所述步骤E包括如下步骤：

E1：取常规机组的发电曲线L0，按照常规机组的发电曲线的比例分配中长期电量；

Wit＝Wi*Qt/Q

Q为L0需要进行电力电量分解的时间段内电量的合计，Qt为L0需要进行电力电量分解的时间段内单个时间段t内的电量，Wi为待分解机组待分解时间段内总电量，Wit为机组需要进行电力电量分解的时间段内单个时段t内的电量，t＝1，…N,N为进行电力电量分解的时段数；

从分配的第一个时段开始，一直到最后一个时段N，按照以下步骤处理：

E2：根据分解结果Wit，根据常规机组的检修计划，进行修正，当该时段有检修时，将检修时的机组电量按照发电比例分配给该机组其它非检修时段,得到机组修正后的电力电量分解结果Wit

E3：判断该时段内每个机组的电量是否越限，有越限，则计算越限电量ΔQ，将其越限电量根据比例分配给同时间段内的其它机组,得到机组修正后的电力电量分解结果Wit

E4：将机组该时段调整量重新按照机组后续时段发电进行分配，直到N个时段分配完毕，得到机组修正后的分解结果Wit

E5：通过E1、E2、E3、E4，计算出机组预设时间段内的一个分解结果G0,即Wit

E6：分别取常规机组的其它发电曲线L1、L2、L3、L4、L5、L6，重复步骤E1、E2、E3、E4、E5，分别计算出机组中长期交易的分解结果，形成中长期交易分解序列G，即G0，G1，G2，G3，G4，G5，G6。

进一步的，所述步骤F中包括：根据前面计算的中长期分解序列G，即G0，G1，G2，G3，G4，G5，G6，对上述分解序列按照对应时段求平均值，计算出新能源发电不确定性序列下的发电机组的电力电量分解曲线。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益的技术效果：

本发明的技术方案确定了基于时空分布的新能源发电不确定性特性，并提出了一种计及新能源不确定性的中长期电力电量分解计算步骤。该发明能够提供一种计及新能源不确定性的中长期电力电量分解优化方法，使得计算效率更高、计算速度更快，提高中长期分解计划的可用性和中长期电力电量平衡分析的准确性。

附图说明

图1为本发明的计及新能源不确定的单个出力序列的中长期电力电量分解的流程图；

图2为本发明一种计及新能源不确定的中长期电力电量分解流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例作详细说明。

本发明提出了一种计及新能源不确定性的中长期电力电量分解方法，如附图1所示，包括如下步骤：

1、建立新能源发电概率预测序列：

a.根据年、月历史新能源发电数据,用线性回归的方法得到能反映新能源发电变化的新能源发电预测数据；

b.根据预测的新能源发电预测数据,将其作为新能源发电可能值范围的中心Xi；

c.通过新能源发电历史数据，计算历史负荷数据与新能源发电预测数据的方差e；

d.根据新能源发电的特性，以新能源发电处于正态分布进行分析,即认为新能源发电服从N(Xi,e

2、对历史的负荷数据进行相似拟合、修正，得到年度的负荷预测曲线LF。

3、分别取新能源不同范围内的出力形成新能源处理序列X(Xi，Xi-e，Xi+e，Xi+2e，Xi-2e,Xi+3e，Xi-3e)。

4、将负荷曲线LF分别减去新能源发电序列X，结果为去除新能源发电的常规火电机组的发电曲线序列L(L0，L1，L2，L3，L4，L5，L6)。

5、根据常规火电机组的发电曲线序列，按顺序分别取其中的序列(L0，L1，L2，L3，L4，L5，L6)，进行中长期电量分解。分解方法如下：

E1：取常规机组的发电曲线L0，按照常规机组的发电曲线的比例分配中长期电量；

Wit＝Wi*Qt/Q

Q为L0需要进行电力电量分解的时间段内电量的合计，Qt为L0需要进行电力电量分解的时间段内单个时间段t内的电量，Wi为待分解机组待分解时间段内总电量，Wit为机组需要进行电力电量分解的时间段内单个时段t内的电量，t＝1，…N,N为进行电力电量分解的时段数；

从分配的第一个时段开始，一直到最后一个时段N，按照以下步骤处理：

E2：根据分解结果Wit，根据常规机组的检修计划，进行修正，当该时段有检修时，将检修时的机组电量按照发电比例分配给该机组其它非检修时段,得到机组修正后的电力电量分解结果Wit

E3：判断该时段内每个机组的电量是否越限，有越限，则计算越限电量ΔQ，将其越限电量根据比例分配给同时间段内的其它机组,得到机组修正后的电力电量分解结果Wit

E4：将机组该时段调整量重新按照机组后续时段发电进行分配，直到N个时段分配完毕，得到机组修正后的分解结果Wit

E5：通过E1、E2、E3、E4，计算出机组预设时间段内的一个分解结果G0,即Wit

E6：分别取常规机组的其它发电曲线L1、L2、L3、L4、L5、L6，重复步骤E1、E2、E3、E4、E5，分别计算出机组中长期交易的分解结果，形成中长期交易分解序列G，即G0，G1，G2，G3，G4，G5，G6。

6、根据前面计算的中长期分解序列G，即G0，G1，G2，G3，G4，G5，G6，对上述分解序列按照对应时段求平均值，计算出新能源发电不确定性序列下的发电机组的电力电量分解曲线。

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，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。