本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體為一種電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、對(duì)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)，由常規(guī)機(jī)組留取確定比例的備用容量能有效保障負(fù)荷供應(yīng)。實(shí)際上，備用容量留取的比例隱含了系統(tǒng)供電可靠性的要求，傳統(tǒng)方法的備用容量留取對(duì)應(yīng)的失負(fù)荷概率指標(biāo)(loss?ofload?probability,lolp)在0.1～0.4d/a范圍。由于電源出力高度可控，而負(fù)荷變化呈現(xiàn)明確周期規(guī)律，預(yù)測(cè)精度較高，采用確定性平衡方法即可很好地滿(mǎn)足工程應(yīng)用需求。但對(duì)極高比例系統(tǒng)，風(fēng)/光發(fā)電出力的強(qiáng)不確定性導(dǎo)致確定性平衡準(zhǔn)則無(wú)解或得到的解難以經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)，必須引入概率平衡分析方法，因此電力電量平衡的分析方法從“確定性平衡”方法發(fā)展至“概率性平衡”方法。

2、對(duì)電力電量平衡模擬計(jì)算結(jié)果進(jìn)行定量化評(píng)價(jià)，是決策調(diào)整的重要依據(jù)。電力電量平衡的技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)可分為概率類(lèi)指標(biāo)和時(shí)序類(lèi)指標(biāo)。

3、概率類(lèi)的最常用指標(biāo)為系統(tǒng)運(yùn)行可靠性指標(biāo)，包括lolp、負(fù)荷缺供電量期望值、負(fù)荷缺供時(shí)長(zhǎng)期望等，此外，還有文獻(xiàn)類(lèi)似定義了估計(jì)棄電概率、爬坡容量不足概率、爬坡資源不足期望等指標(biāo)，這些指標(biāo)可以通過(guò)概率電力電量平衡、隨機(jī)機(jī)組組合或機(jī)會(huì)約束的機(jī)組組合結(jié)果估算得到。時(shí)序類(lèi)指標(biāo)的定義在文獻(xiàn)間的差異性較大。時(shí)序類(lèi)指標(biāo)需要通過(guò)時(shí)序電力電量平衡模擬計(jì)算得到。綜上指標(biāo)構(gòu)建方面，缺乏能夠同時(shí)反映電力電量平衡時(shí)序和概率特性的統(tǒng)一化指標(biāo)體系，除了可靠性指標(biāo)，不同文獻(xiàn)的應(yīng)用指標(biāo)差異大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問(wèn)題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：目前確定性平衡方法以不同時(shí)序輸入條件做計(jì)算得到的結(jié)果差異很大，難以適應(yīng)高不確定性的復(fù)雜工況，即便采用多場(chǎng)景方法，由于場(chǎng)景代表性問(wèn)題和模擬場(chǎng)景數(shù)爆炸問(wèn)題，基于有限場(chǎng)景的平衡結(jié)果難以回答“能以多大概率保證電力電量平衡”。本發(fā)明提出了一種電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法，從空間幾何關(guān)系，定義平衡域和不平衡域，提出平衡概率、不平衡量和不平衡風(fēng)險(xiǎn)等量化評(píng)價(jià)指標(biāo)?；谄胶飧怕适欠駶M(mǎn)足閾值要求，給出概率電力電量平衡的數(shù)學(xué)判據(jù)。

3、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法，包括：

4、定義調(diào)節(jié)需求的分布函數(shù)；

5、定義調(diào)節(jié)需求的置信域及聯(lián)合置信區(qū)間以及平衡域和不平衡域的數(shù)學(xué)表示；

6、基于平衡域和不平衡域的定義，闡明平衡概率、不平衡量和不平衡風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的物理內(nèi)涵；

7、建立概率性判據(jù)和置信域判據(jù)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。

8、作為本發(fā)明所述的電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述定義調(diào)節(jié)需求的分布函數(shù)包括設(shè)為時(shí)間斷面d∈{t1,t2,...td}下調(diào)節(jié)需求源i的有功功率隨機(jī)變量，則為一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，將d維隨機(jī)向量的d維聯(lián)合分布函數(shù)定義為調(diào)節(jié)需求的分布函數(shù)，表示為，

9、

10、其中，ξ表示隨機(jī)變量的取值，d維調(diào)節(jié)需求隨機(jī)向量的分布函數(shù)隱含了不同時(shí)間斷面間調(diào)節(jié)需求的時(shí)間相關(guān)性；

11、假設(shè)各時(shí)間斷面下調(diào)節(jié)需求源i的有功功率為連續(xù)型隨機(jī)變量ui(i＝1,2,3……d)，可定義其概率密度函數(shù)滿(mǎn)足式(2)～(4)；

12、

13、若將ξ(i)劃分為q維子向量與d-q維子向量那么的邊緣分布如式(5)所示；

14、

15、的邊緣密度函數(shù)如式(6)所示；

16、

17、當(dāng)q＝1時(shí)，邊緣分布退化為隨機(jī)變量的一維分布函數(shù)；

18、設(shè)有m個(gè)調(diào)節(jié)需求源，對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)需求概率密度函數(shù)均已知，分別為則它們的有功功率之和的概率密度函數(shù)可通過(guò)隨機(jī)向量和的概率密度函數(shù)計(jì)算得到，如式(7)所示；在獨(dú)立性條件下，可通過(guò)概率密度函數(shù)的卷積計(jì)算得到，如式(8)所示；

19、

20、其中，表示m個(gè)調(diào)節(jié)需求隨機(jī)過(guò)程的聯(lián)合概率密度函數(shù)；

21、由概率密度函數(shù)得到對(duì)應(yīng)的分布函數(shù)如式(9)所示。

22、

23、當(dāng)m擴(kuò)展為全系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求源的總數(shù)msys時(shí)，所得到的分布函數(shù)定量刻畫(huà)了全系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求ξsys的概率特性。

24、作為本發(fā)明所述的電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述定義調(diào)節(jié)需求的置信域及聯(lián)合置信區(qū)間以及平衡域和不平衡域的數(shù)學(xué)表示包括1-α置信水平下調(diào)節(jié)需求i的置信域hα定義為以概率1-α包含調(diào)節(jié)需求的區(qū)域，如式(10)所示：

25、p(hα(ξ(i)))＝1-α?(10)

26、其中，ξ(i)調(diào)節(jié)需求源i的有功功率隨機(jī)變量；p()為概率計(jì)算表示方式；

27、當(dāng)規(guī)范置信域?yàn)殚L(zhǎng)方體時(shí)，置信域等價(jià)為聯(lián)合置信區(qū)間；置信水平1-α下調(diào)節(jié)需求i的聯(lián)合置信區(qū)間為形如的集合，其中，且滿(mǎn)足式(11)～(12)：

28、

29、其中，cl＝(cl1,...,cld)t和cu＝(cu1,...,cud)t分別為聯(lián)合置信下限和聯(lián)合置信上限；ξ表示隨機(jī)變量的取值；表示調(diào)節(jié)需求源i的概率密度函數(shù)；表示第j個(gè)置信區(qū)間可行域；

30、聯(lián)合置信區(qū)間的求解問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為若干置信區(qū)間的計(jì)算問(wèn)題，如式(13)所示：

31、

32、其中，表示第j個(gè)時(shí)間斷面的邊緣密度函數(shù)；當(dāng)隨機(jī)變量之間相互獨(dú)立時(shí)，取αj＝1-(1-α)1/d，否則，可取αj＝α/d，這是因?yàn)橛蒪onferroni不等式，有式(14)成立：

33、

34、其中，表示r空間上的補(bǔ)集；

35、設(shè)ωb表示平衡域，其為能夠被平衡的d維時(shí)序調(diào)節(jié)需求構(gòu)成的區(qū)域，如式(15)所示；出于簡(jiǎn)明性考慮，以下公式省略標(biāo)注時(shí)間尺度下標(biāo)τ：

36、

37、其中，r?d表示d維時(shí)序調(diào)節(jié)需求構(gòu)成的空間區(qū)域；表示任意；為系統(tǒng)中所有可調(diào)資源的聚合可行域；

38、對(duì)應(yīng)地，記ωu表示不平衡域，其為d維空間中平衡域的補(bǔ)空間，如式(16)：

39、

40、其中，表示r?d空間上的補(bǔ)集。

41、作為本發(fā)明所述的電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述平衡概率表示為，

42、

43、作為本發(fā)明所述的電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述不平衡量包括d維不平衡域內(nèi)某個(gè)點(diǎn)ξ∈ωu對(duì)應(yīng)的不平衡量向量δp定義為該點(diǎn)到平衡域上距離最近點(diǎn)p*差的絕對(duì)值，如式(18)和(19)所示：

44、δp:＝|ξ-p*|?????(18)

45、

46、根據(jù)ξ-p*各元素的取值正負(fù)可判斷是上調(diào)不足導(dǎo)致的不平衡量還是下調(diào)不足導(dǎo)致的不平衡量。上調(diào)不平衡量向量δp+和下調(diào)不平衡量向量δp-計(jì)算式分別如式(20)和(21)所示：

47、δp+:＝(ξ-p*)+?(20)

48、δp-:＝-(ξ-p*)-?(21)

49、其中，(a)-＝min{a,0}，(a)+＝max{a,0}。

50、作為本發(fā)明所述的電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述不平衡風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)為所有不能平衡時(shí)序場(chǎng)景的不平衡量的期望，如式(22)所示：

51、

52、其中，黑體1表示全為1的列向量；

53、基于上調(diào)不平衡量δp+和下調(diào)不平衡量δp-可定義上調(diào)不平衡風(fēng)險(xiǎn)和下調(diào)不平衡風(fēng)險(xiǎn)，分別記為ur+和ur-，計(jì)算式如(23)和(24)：

54、

55、作為本發(fā)明所述的電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述建立概率性判據(jù)和置信域判據(jù)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)包括基于置信水平建立時(shí)序-概率電力電量平衡判據(jù)，認(rèn)為平衡概率不低于1-α置信水平時(shí)系統(tǒng)是可靠平衡的，如式(25)所示：

56、bp≥1-α?(25)

57、結(jié)合前述平衡域、調(diào)節(jié)需求的置信域及聯(lián)合置信區(qū)間等定義，提出時(shí)序-概率電力電量平衡分析的聯(lián)合機(jī)會(huì)約束形式的概率性判據(jù)以及代數(shù)約束形式的置信域判據(jù)。

58、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)系統(tǒng)，其能通過(guò)構(gòu)建電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)系統(tǒng)，解決了電力調(diào)度中的平衡性評(píng)估，不確定性處理問(wèn)題。

59、為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括：調(diào)節(jié)需求定義模塊、置信區(qū)間建立模塊、指標(biāo)物理內(nèi)涵模塊以及數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)模塊；所述調(diào)節(jié)需求定義模塊用于定義調(diào)節(jié)需求的分布函數(shù)；所述置信區(qū)間建立模塊用于定義調(diào)節(jié)需求的置信域及聯(lián)合置信區(qū)間以及平衡域和不平衡域的數(shù)學(xué)表示；所述指標(biāo)物理內(nèi)涵模塊用于基于平衡域和不平衡域的定義，闡明平衡概率、不平衡量和不平衡風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的物理內(nèi)涵；所述數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)模塊用于建立概率性判據(jù)和置信域判據(jù)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)。

60、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的步驟。

61、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上所述電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法的步驟。

62、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的電力電量平衡概率置信評(píng)價(jià)方法提出了平衡概率、不平衡量和不平衡風(fēng)險(xiǎn)等概率電力電量平衡的定量評(píng)價(jià)指標(biāo)，分別從空間分析視角和時(shí)序分析視角給出了指標(biāo)的含義闡釋。這些指標(biāo)能夠同時(shí)反映電力電量平衡的時(shí)序和概率特征，是對(duì)傳統(tǒng)概率可靠性指標(biāo)和確定性失負(fù)荷/棄電量指標(biāo)的擴(kuò)充。

63、給出了概率電力電量平衡的概率性判據(jù)和置信域判據(jù)的數(shù)學(xué)表達(dá)。利用平衡判據(jù)，可給出一個(gè)系統(tǒng)是否能夠?qū)崿F(xiàn)電力電量可靠平衡的定量判斷，有利于結(jié)合到電力電量平衡特性評(píng)估與發(fā)電計(jì)劃優(yōu)化問(wèn)題中。