本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)規(guī)劃領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法。
背景技術(shù)：
：風(fēng)電出力具有波動性和不確定性，往往與負(fù)荷曲線不一致，在夜間低谷負(fù)荷時(shí)段系統(tǒng)接納風(fēng)電的能力受到常規(guī)發(fā)電機(jī)組最低技術(shù)出力的限制。當(dāng)風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模較大時(shí)，就會因系統(tǒng)低谷負(fù)荷時(shí)段調(diào)峰能力不足而導(dǎo)致大量棄風(fēng)。尤其在燃煤火電和供熱機(jī)組裝機(jī)比例較高的地區(qū)，調(diào)峰不足成為制約風(fēng)電消納能力的主要因素。由于風(fēng)電出力的隨機(jī)性，很難準(zhǔn)確描述風(fēng)電并網(wǎng)會引起多大程度的調(diào)峰需求的增加。在規(guī)劃階段，往往會考慮最嚴(yán)重的情況，也就是認(rèn)為負(fù)荷高峰時(shí)段風(fēng)電出力為零，負(fù)荷低谷時(shí)段風(fēng)電出力最大，風(fēng)電帶來的調(diào)峰需求的增加就等于風(fēng)電的接入容量。這種做法實(shí)際上是嚴(yán)重放大了風(fēng)電帶來的負(fù)面影響，不利于風(fēng)電的發(fā)展。因此在評估風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求時(shí)應(yīng)考慮風(fēng)電、負(fù)荷以及發(fā)電機(jī)組的隨機(jī)性。目前，序貫蒙特卡羅模擬技術(shù)能夠有效考慮與時(shí)序相關(guān)的因素，可以用來對大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰問題進(jìn)行仿真。通常序貫蒙特卡洛模擬中都是采用兩狀態(tài)模型來表示常規(guī)的發(fā)電機(jī)組，僅考慮發(fā)電機(jī)的運(yùn)行和強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)，而未考慮發(fā)電機(jī)的計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)。因此在每次抽樣得到發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)后，還需要進(jìn)行復(fù)雜的機(jī)組組合計(jì)算，不具有實(shí)際的可操作性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明提供的一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法，該方法簡單、實(shí)用且可操作性強(qiáng)；避免了傳統(tǒng)的僅考慮發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫停運(yùn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移抽樣方法中還需要進(jìn)行機(jī)組組合的問題；能夠?yàn)榻鉀Q大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰能力不足問題提供準(zhǔn)確且有效的分析方法和評估指標(biāo)；能夠直觀的反應(yīng)風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰需求；保證了大規(guī)模風(fēng) 電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法，所述大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)有發(fā)電機(jī)組；所述方法包括如下步驟：步驟1.生成全年風(fēng)電出力時(shí)間序列；步驟2.生成全年負(fù)荷時(shí)間序列；步驟3.建立計(jì)及發(fā)電機(jī)計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列，確定大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求；步驟4.繪制調(diào)峰需求曲線；步驟5.統(tǒng)計(jì)調(diào)峰需求指標(biāo)。優(yōu)選的，所述步驟1包括：1-1.采用自回歸滑動平均模型生成所述大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)速時(shí)間序列；1-2.根據(jù)所述風(fēng)速時(shí)間序列得到系統(tǒng)風(fēng)電出力時(shí)間序列Pwind(t)。優(yōu)選的，所述步驟2包括：以某地區(qū)某一歷史年度全年負(fù)荷時(shí)間序列為基準(zhǔn)，用目標(biāo)年的負(fù)荷增長率n對歷史負(fù)荷曲線進(jìn)行修正，并利用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布來描述負(fù)荷的隨機(jī)波動性，得到全年負(fù)荷時(shí)間序列Pload(t)：式(1)中：表示均值為0、方差為的正態(tài)分布。優(yōu)選的，所述步驟3包括：3-1.建立計(jì)及發(fā)電機(jī)計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列Sg,i(t),i＝1,2,…N；其中，Sg,i(t)為一個(gè)表示t時(shí)刻第i臺發(fā)電機(jī)是否處于運(yùn)行狀態(tài)的二元變量序列；N為發(fā)電機(jī)的臺數(shù)；Sg,i(t)為“0”表示發(fā)電機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài)；Sg,i(t)為“1”表示發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)；3-2.輸入第i臺發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)頻率、計(jì)劃停運(yùn)頻率、強(qiáng)迫故障平均修復(fù)時(shí)間以及計(jì)劃停運(yùn)平均修復(fù)時(shí)間；計(jì)算強(qiáng)迫停運(yùn)修復(fù)率和計(jì)劃停運(yùn)修復(fù)率；3-3.根據(jù)馬爾可夫過程原理，計(jì)算發(fā)電機(jī)組處于不同狀態(tài)的概率；3-4.確定發(fā)電機(jī)組的初始狀態(tài)；3-5.確定發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)間序列。優(yōu)選的，所述3-2包括：輸入第i臺發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)頻率fi、計(jì)劃停運(yùn)頻率fp,i、強(qiáng)迫故障平均修復(fù)時(shí)間MTTRi以及計(jì)劃停運(yùn)平均修復(fù)時(shí)間MTTRp,i；以一年為統(tǒng)計(jì)周期，計(jì)算強(qiáng)迫停運(yùn)修復(fù)率μi和計(jì)劃停運(yùn)修復(fù)率μp,i為：優(yōu)選的，所述3-3包括：根據(jù)馬爾可夫過程原理，計(jì)算發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)故障率λi和計(jì)劃停運(yùn)故障率λp,i：進(jìn)而求得發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行、強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的概率：式(4)中：Pup,i、Pfo,i和Ppo,i分別為發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行、強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的概率。優(yōu)選的，所述3-4包括：a.生成(0，1)之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)α；若α＜Ppo,i，則判斷所述發(fā)電機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，判斷結(jié)束；若α≥Ppo,i，則判斷所述發(fā)電機(jī)組處于非計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，進(jìn)入步驟b。b.再次生成(0，1)之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)β；若β＜Pfo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)；若β≥Pfo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)。優(yōu)選的，所述3-5包括：c.若所述發(fā)電機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，則計(jì)算所述發(fā)電機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的時(shí)間為：式(5)中，γ1為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)；所述發(fā)電機(jī)組的狀態(tài) 轉(zhuǎn)移為運(yùn)行狀態(tài)。d.若所述發(fā)電機(jī)組處于強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)，計(jì)算所述發(fā)電機(jī)的強(qiáng)迫故障修復(fù)時(shí)間為：其中γ2為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)；且所述發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移為運(yùn)行狀態(tài)；e.若所述發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，則分別計(jì)算計(jì)劃停運(yùn)前持續(xù)運(yùn)行時(shí)間和強(qiáng)迫停運(yùn)前持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為：式(7)中，γ3和γ4為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)；若則所述發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間為且下一時(shí)刻所述發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)移至計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，并返回步驟c，直到完成一年8760小時(shí)的模擬；若則所述發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間為且下一時(shí)刻所述發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)移至強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)，并返回步驟d，直到完成一年8760小時(shí)的模擬；f.經(jīng)過若干年模擬，統(tǒng)計(jì)模擬得到的各年度發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的概率Pup,i*，直到滿足如下收斂條件：式(8)中，X為發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的概率Pup,i*，M為模擬年數(shù)，E(X)為X的均值，σ(X)為X的標(biāo)準(zhǔn)差；g.得到所述發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列Sg,i(t)。優(yōu)選的，所述步驟4包括：4-1.根據(jù)各類所述發(fā)電機(jī)組在不同時(shí)期的出力上下限，計(jì)算得到所述大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)時(shí)刻的發(fā)電最小出力為：式(9)中，Ps,min(t)為t時(shí)刻系統(tǒng)發(fā)電最小出力，Pi,min(t)為第i臺發(fā)電機(jī)在t時(shí)刻的最小技術(shù)出力；N為發(fā)電機(jī)的總數(shù)；4-2.計(jì)算所述大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的等效負(fù)荷PLoadDE(t)：PLoadDE(t)＝Pload(t)-Pwind(t)(10)4-3.計(jì)算所述大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰功率需求PPS(t)：PPS(t)＝Ps,min(t)-PLoadDE(t)(11)4-4.繪制系統(tǒng)調(diào)峰需求曲線。優(yōu)選的，所述步驟5包括：5-1.統(tǒng)計(jì)一年中PPS＞0的次數(shù)即為年調(diào)峰不足次數(shù)NPSCI；5-2.統(tǒng)計(jì)全年的調(diào)峰不足電量為5-3.將每一次調(diào)峰不足的最大功率確定為調(diào)峰不足功率PPSCI,j；5-4.將各次調(diào)峰不足功率PPSCI,j和調(diào)峰不足容量WPSCI,j按照由小到大的順序進(jìn)行排序，得到滿足概率水平要求的系統(tǒng)調(diào)峰需求。從上述的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明提供了一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定 方法，生成全年風(fēng)電出力時(shí)間序列；生成全年負(fù)荷時(shí)間序列；建立計(jì)及發(fā)電機(jī)計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列，確定大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求并繪制調(diào)峰需求曲線及統(tǒng)計(jì)調(diào)峰需求指標(biāo)。本發(fā)明提出的方法簡單、實(shí)用且可操作性強(qiáng)；避免了傳統(tǒng)的僅考慮發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫停運(yùn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移抽樣方法中還需要進(jìn)行機(jī)組組合的問題；能夠?yàn)榻鉀Q大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰能力不足問題提供準(zhǔn)確且有效的分析方法和評估指標(biāo)；能夠直觀的反應(yīng)風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰需求；保證了大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性。與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)異效果：1、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案簡單、實(shí)用且可操作性強(qiáng)；考慮了風(fēng)力發(fā)電、負(fù)荷以及發(fā)電機(jī)組的隨機(jī)性，避免了傳統(tǒng)的僅考慮發(fā)電機(jī)強(qiáng)迫停運(yùn)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移抽樣方法中還需要進(jìn)行機(jī)組組合的問題，為解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰能力不足問題提供了評估指標(biāo)和分析方法。2、本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，生成全年風(fēng)電出力時(shí)間序列；生成全年負(fù)荷時(shí)間序列；建立計(jì)及發(fā)電機(jī)計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列，確定大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求并繪制調(diào)峰需求曲線及統(tǒng)計(jì)調(diào)峰需求指標(biāo)的技術(shù)手段；能夠直觀的反應(yīng)風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰需求；保證了大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性與可靠性。3、本發(fā)明提供的技術(shù)方案，應(yīng)用廣泛，具有顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。附圖說明圖1是本發(fā)明的一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法的流程圖；圖2是本發(fā)明的方法中步驟1的流程示意圖；圖3是本發(fā)明的方法中步驟3的流程示意圖；圖4是本發(fā)明的方法中步驟4的流程示意圖；圖5是本發(fā)明的方法中步驟5的流程示意圖；圖6是本發(fā)明的一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法的實(shí)施例中的強(qiáng)迫和 計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)空間圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)1的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)i的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)N的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程中示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例中的發(fā)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列抽樣方法流程圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)調(diào)峰不足曲線示意圖；圖12是本發(fā)明實(shí)施例中的調(diào)峰電量需求累計(jì)概率曲線圖；圖13是本發(fā)明實(shí)施例中的系統(tǒng)容量需求曲線圖；圖14是本發(fā)明具體應(yīng)用例中的IEEE-RTS79系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；圖15是本發(fā)明具體應(yīng)用例中的負(fù)荷及風(fēng)電出力曲線圖；圖16是本發(fā)明具體應(yīng)用例中的IEEE-RTS79系統(tǒng)調(diào)峰功率曲線圖；圖17是本發(fā)明具體應(yīng)用例中的IEEE-RTS79系統(tǒng)容量需求曲線圖。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖1所示，本發(fā)明提供一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中設(shè)有發(fā)電機(jī)組；包括如下步驟：步驟1.生成全年風(fēng)電出力時(shí)間序列；步驟2.生成全年負(fù)荷時(shí)間序列；步驟3.建立計(jì)及發(fā)電機(jī)計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列，確定大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求；步驟4.繪制調(diào)峰需求曲線；步驟5.統(tǒng)計(jì)調(diào)峰需求指標(biāo)。如圖2所示，步驟1包括：1-1.采用自回歸滑動平均模型生成大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的風(fēng)速時(shí)間序列；1-2.根據(jù)風(fēng)速時(shí)間序列得到系統(tǒng)風(fēng)電出力時(shí)間序列Pwind(t)。其中，步驟2包括：以某地區(qū)某一歷史年度全年負(fù)荷時(shí)間序列為基準(zhǔn)，用目標(biāo)年的負(fù)荷增長率n對歷史負(fù)荷曲線進(jìn)行修正，并利用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布來描述負(fù)荷的隨機(jī)波動性，得到全年負(fù)荷時(shí)間序列Pload(t)：式(1)中：表示均值為0、方差為的正態(tài)分布。如圖3所示，步驟3包括：3-1.建立計(jì)及發(fā)電機(jī)計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列Sg,i(t),i＝1,2,…N；其中，Sg,i(t)為一個(gè)表示t時(shí)刻第i臺發(fā)電機(jī)是否處于運(yùn)行狀態(tài)的二元變量序列；N為發(fā)電機(jī)的臺數(shù)；Sg,i(t)為“0”表示發(fā)電機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài)；Sg,i(t)為“1”表示發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)；3-2.輸入第i臺發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)頻率、計(jì)劃停運(yùn)頻率、強(qiáng)迫故障平均修復(fù)時(shí)間以及計(jì)劃停運(yùn)平均修復(fù)時(shí)間；計(jì)算強(qiáng)迫停運(yùn)修復(fù)率和計(jì)劃停運(yùn)修復(fù)率；3-3.根據(jù)馬爾可夫過程原理，計(jì)算發(fā)電機(jī)組處于不同狀態(tài)的概率；3-4.確定發(fā)電機(jī)組的初始狀態(tài)；3-5.確定發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)間序列。其中，3-2包括：輸入第i臺發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)頻率fi、計(jì)劃停運(yùn)頻率fp,i、強(qiáng)迫故障平均修復(fù)時(shí)間MTTRi以及計(jì)劃停運(yùn)平均修復(fù)時(shí)間MTTRp,i；以一年為統(tǒng)計(jì)周期，計(jì)算強(qiáng)迫停運(yùn)修復(fù)率μi和計(jì)劃停運(yùn)修復(fù)率μp,i為：其中，3-3包括：根據(jù)馬爾可夫過程原理，計(jì)算發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)故障率λi和計(jì)劃停運(yùn)故障率λp,i：進(jìn)而求得發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行、強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的概率：式(4)中：Pup,i、Pfo,i和Ppo,i分別為發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行、強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài) 的概率。其中，3-4包括：a.生成(0，1)之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)α；若α＜Ppo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，判斷結(jié)束；若α≥Ppo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于非計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，進(jìn)入步驟b。b.再次生成(0，1)之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)β；若β＜Pfo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)；若β≥Pfo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)。其中，3-5包括：c.若發(fā)電機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，則計(jì)算發(fā)電機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的時(shí)間為：式(5)中，γ1為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)；發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移為運(yùn)行狀態(tài)。d.若發(fā)電機(jī)組處于強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)，計(jì)算發(fā)電機(jī)的強(qiáng)迫故障修復(fù)時(shí)間為：其中γ2為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)；且發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移為運(yùn)行狀態(tài)；e.若發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，則分別計(jì)算計(jì)劃停運(yùn)前持續(xù)運(yùn)行時(shí)間和強(qiáng)迫停 運(yùn)前持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為：式(7)中，γ3和γ4為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)；若則發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間為且下一時(shí)刻發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)移至計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，并返回步驟c，直到完成一年8760小時(shí)的模擬；若則發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間為且下一時(shí)刻發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)移至強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)，并返回步驟d，直到完成一年8760小時(shí)的模擬；f.經(jīng)過若干年模擬，統(tǒng)計(jì)模擬得到的各年度發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的概率Pup,i*，直到滿足如下收斂條件：式(8)中，X為發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的概率Pup,i*，M為模擬年數(shù)，E(X)為X的均值，σ(X)為X的標(biāo)準(zhǔn)差；g.得到發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列Sg,i(t)。如圖4所示，步驟4包括：4-1.根據(jù)各類發(fā)電機(jī)組在不同時(shí)期的出力上下限，計(jì)算得到大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)各個(gè)時(shí)刻的發(fā)電最小出力為：式(9)中，Ps,min(t)為t時(shí)刻系統(tǒng)發(fā)電最小出力，Pi,min(t)為第i臺發(fā)電機(jī)在t時(shí)刻的最小技術(shù)出力；N為發(fā)電機(jī)的總數(shù)；4-2.計(jì)算大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的等效負(fù)荷PLoadDE(t)：PLoadDE(t)＝Pload(t)-Pwind(t)(10)4-3.計(jì)算大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰功率需求PPS(t)：PPS(t)＝Ps,min(t)-PLoadDE(t)(11)4-4.繪制系統(tǒng)調(diào)峰需求曲線。如圖5所示，步驟5包括：5-1.統(tǒng)計(jì)一年中PPS＞0的次數(shù)即為年調(diào)峰不足次數(shù)NPSCI；5-2.統(tǒng)計(jì)全年的調(diào)峰不足電量為5-3.將每一次調(diào)峰不足的最大功率確定為調(diào)峰不足功率PPSCI,j；5-4.將各次調(diào)峰不足功率PPSCI,j和調(diào)峰不足容量WPSCI,j按照由小到大的順序進(jìn)行排序，得到滿足概率水平要求的系統(tǒng)調(diào)峰需求。本發(fā)明提供一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法的實(shí)施例；如下：步驟1：采用自回歸滑動平均(ARMA)模型(參見文獻(xiàn)[1])生成風(fēng)速時(shí)間序列，進(jìn)而得到系統(tǒng)風(fēng)電出力時(shí)間序列Pwind(t)；步驟2：生成全年負(fù)荷時(shí)間序列Pload(t)；由于一個(gè)地區(qū)負(fù)荷特性的規(guī)律性較強(qiáng)，因此以該地區(qū)某一歷史年度全年負(fù)荷時(shí)間序列為基準(zhǔn)，用目標(biāo)年的負(fù)荷增長率n對歷史負(fù)荷曲線進(jìn)行修正，并利用標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布來描述負(fù)荷的隨機(jī)波動性，得到目標(biāo)年負(fù)荷時(shí)間序列Pload(t)：式中：表示均值為0、方差為的正態(tài)分布。步驟3：建立考慮計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列Sg,i(t),i＝1,2,…N；Sg,i(t)為一個(gè)表示t時(shí)刻第i臺發(fā)電機(jī)是否處于運(yùn)行狀態(tài)的二元變量序列，N為發(fā)電機(jī)的臺數(shù)。Sg,i(t)為“0”表示發(fā)電機(jī)處于停運(yùn)狀態(tài)，Sg,i(t)為“1”表示發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)。本實(shí)施例建立了發(fā)電機(jī)組的3狀態(tài)轉(zhuǎn)移模型，并將常規(guī)發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃停運(yùn)均看作一種偶然事件，同時(shí)假設(shè)發(fā)電機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)前運(yùn)行時(shí)間和修復(fù)時(shí)間以及計(jì)劃停運(yùn)前運(yùn)行時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間都服從指數(shù)分布，建立考慮計(jì)劃停運(yùn)的常規(guī)發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程。發(fā)電機(jī)組狀態(tài)空間圖如圖6所示。步驟3-1：輸入第i臺發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)頻率fi(次/年)、計(jì)劃停運(yùn)頻率fp,i(次/年)、強(qiáng)迫故障平均修復(fù)時(shí)間MTTRi(小時(shí))以及計(jì)劃停運(yùn)平均修復(fù)時(shí)間MTTRp,i(小時(shí))。以一年為統(tǒng)計(jì)周期，計(jì)算強(qiáng)迫停運(yùn)修復(fù)率μi和計(jì)劃停運(yùn)修復(fù)率μp,i為：步驟3-2：根據(jù)馬爾可夫過程原理，計(jì)算發(fā)電機(jī)組處于不同狀態(tài)的概率。首先計(jì)算發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)迫停運(yùn)故障率λi和計(jì)劃停運(yùn)故障率λp,i：進(jìn)而可以求得發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行、強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的概率：式中：Pup,i、Pfo,i和Ppo,i分別為發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行、強(qiáng)迫停運(yùn)和計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的概率。步驟3-3：確定發(fā)電機(jī)組的初始狀態(tài)。按照檢修優(yōu)先的原則，首先判斷發(fā)電機(jī)組是否為計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，然后再判斷其是否為強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)。步驟3-3-1：生成(0，1)之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)α。若α＜Ppo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)；反之，若α≥Ppo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于非計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)。步驟3-3-2：若發(fā)電機(jī)組處于非計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，再次生成(0，1)之間均勻分布的隨機(jī)數(shù)β。若β＜Pfo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)。反之，若β≥Pfo,i，則判斷發(fā)電機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)。步驟3-4：確定發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移時(shí)間序列。步驟如下：步驟3-4-1：若機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，計(jì)算機(jī)組處于計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)的時(shí)間為：其中γ1為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)。機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移為運(yùn)行狀態(tài)。步驟3-4-2：若機(jī)組處于強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)，計(jì)算機(jī)組的強(qiáng)迫故障修復(fù)時(shí)間為：其中γ2為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)。機(jī)組的狀態(tài)轉(zhuǎn)移為運(yùn)行狀態(tài)。步驟3-4-3：若機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)，分別計(jì)算計(jì)劃停運(yùn)前持續(xù)運(yùn)行時(shí)間和強(qiáng)迫停運(yùn)前持續(xù)運(yùn)行時(shí)間為：其中γ3和γ4為在(0，1)之間按均勻分布抽取的隨機(jī)數(shù)。若則機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間為且下一時(shí)刻機(jī)組轉(zhuǎn)移至計(jì)劃停運(yùn)狀態(tài)，并返回步驟3-4-1，直到完成一年8760小時(shí)的模擬。反之，若則機(jī)組處于運(yùn)行狀態(tài)的時(shí)間為且下一時(shí)刻機(jī)組轉(zhuǎn)移至強(qiáng)迫停運(yùn)狀態(tài)，并返回步驟3-4-2，直到完成一年8760小時(shí)的模擬。步驟3-4：經(jīng)過若干年模擬，統(tǒng)計(jì)模擬得到的各年度發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的概率Pup,i*，直到滿足如下收斂條件：式中X為發(fā)電機(jī)處于運(yùn)行狀態(tài)的概率Pup,i*，M為模擬年數(shù)，E(X)為X的均值，σ(X)為X的標(biāo)準(zhǔn)差。通過上述方法可以得到發(fā)電機(jī)組狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列Sg,i(t)，如圖7至9所示?？紤]計(jì)劃停運(yùn)的發(fā)電機(jī)狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列抽樣方法的流程如圖10所示。步驟4：繪制調(diào)峰需求曲線。步驟4-1：根據(jù)各類發(fā)電機(jī)組在不同時(shí)期(如供熱期、豐水期、枯水期等)的出力 上下限，計(jì)算得到系統(tǒng)各個(gè)時(shí)刻的發(fā)電最小出力為：式中，Ps,min(t)為t時(shí)刻系統(tǒng)發(fā)電最小出力，Pi,min(t)為第i臺發(fā)電機(jī)在t時(shí)刻的最小技術(shù)出力。步驟4-2：計(jì)算系統(tǒng)的等效負(fù)荷PLoadDE(t)：PLoadDE(t)＝Pload(t)-Pwind(t)(9)步驟4-3：計(jì)算系統(tǒng)的調(diào)峰功率需求PPS(t)，并繪制系統(tǒng)調(diào)峰需求曲線：PPS(t)＝Ps,min(t)-PLoadDE(t)(10)圖9為截取某一時(shí)段的系統(tǒng)調(diào)峰需求曲線。如圖11所示，橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為系統(tǒng)調(diào)峰功率需求。其中，PPS＞0則表示系統(tǒng)調(diào)峰能力不足。步驟5計(jì)算調(diào)峰需求指標(biāo)：定義如下指標(biāo)：(1)年調(diào)峰不足次數(shù)NPSCI統(tǒng)計(jì)一年中PPS＞0的次數(shù)即為年調(diào)峰不足次數(shù)NPSCI。(2)調(diào)峰不足電量WPSCI,j如圖4所示，陰影部分的面積即為每次調(diào)峰不足電量WPSCI,j，全年的調(diào)峰不足電量為(3)調(diào)峰不足功率PPSCI,j如圖11所示，每一次調(diào)峰不足的最大功率即為調(diào)峰不足功率PPSCI,j。如果風(fēng)電接入前系統(tǒng)不存在調(diào)峰不足問題，則WPSCI,j即為由于調(diào)峰能力不足而引起的棄風(fēng)電量，PPSCI,j為最大棄風(fēng)功率。將各次調(diào)峰不足功率PPSCI,j和調(diào)峰不足容量WPSCI,j按照由小到大的順序進(jìn)行排序，即可確定滿足某一概率水平的系統(tǒng)調(diào)峰需求，示意圖如圖12及圖13所示。本發(fā)明提供一種大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰需求確定方法的具體應(yīng)用例；如下：在IEEE-RTS79系統(tǒng)中應(yīng)用本發(fā)明所提方法，驗(yàn)證所提方法的有效性。IEEE-RTS79系統(tǒng)共有32臺機(jī)組，總裝機(jī)容量為3405MW，最大機(jī)組為400MW，最小機(jī)組為12MW，年最大負(fù)荷為2850MW。為了使算例系統(tǒng)更符合研究場景，將其中一臺400MW常規(guī)發(fā)電機(jī)組(接入BUS18)替換為相應(yīng)容量的風(fēng)電場，如圖14所示。表1給出了算例系統(tǒng)中的各發(fā)電機(jī)組參數(shù)。本算例中各發(fā)電機(jī)組的計(jì)劃停運(yùn)頻率和計(jì)劃停運(yùn)時(shí)間按照每臺機(jī)組每年檢修1次，容量為100MW及以上的機(jī)組每次計(jì)劃檢修時(shí)間為3周，100MW以下機(jī)組計(jì)劃檢修時(shí)間為兩周計(jì)算。由于供熱機(jī)組和水電機(jī)組的調(diào)峰能力受季節(jié)因素影響較大，為使算例更符合實(shí)際運(yùn)行條件，假設(shè)其中一臺燃煤機(jī)組為供熱機(jī)組，并認(rèn)為水電機(jī)組僅具有日調(diào)節(jié)能力。供熱機(jī)組在供暖季的最大和最小出力受到熱負(fù)荷的限制，假設(shè)供熱機(jī)組在供暖期的最大出力為95％，最低出力為75％，在非供熱期視為常規(guī)煤電機(jī)組。在豐水期，水電機(jī)組的最大出力即為額定出力，僅具有日調(diào)節(jié)能力的水電站失去調(diào)峰能力。在枯水季，水電機(jī)組的調(diào)峰能力較強(qiáng)，在負(fù)荷低谷時(shí)刻機(jī)組均可降低至零出力。而在負(fù)荷高峰時(shí)刻，受來水情況制約，具有日調(diào)節(jié)能力的水電站的最大出力按額定出力的70％計(jì)算。表1發(fā)電機(jī)組參數(shù)首先獲取負(fù)荷及風(fēng)電出力時(shí)序曲線。風(fēng)電出力曲線以我國甘肅某風(fēng)電場2013年實(shí)際測風(fēng)數(shù)據(jù)為樣本，采用AMAR算法預(yù)測全年風(fēng)速，并根據(jù)風(fēng)電機(jī)組輸出功率特性計(jì)算出風(fēng)電出力時(shí)間序列(風(fēng)電機(jī)組的切入風(fēng)速3m/s，切出風(fēng)速25m/s，額定風(fēng)速14m/s)。以我國甘肅酒泉地區(qū)2013年度負(fù)荷曲線為基準(zhǔn)，計(jì)算得到算例系統(tǒng)全年8760小時(shí)的負(fù)荷數(shù)據(jù)。圖15給出了冬季(1月)某一周的負(fù)荷和風(fēng)電出力曲線。然后對發(fā)電機(jī)組狀態(tài)進(jìn)行抽樣。通過對算例系統(tǒng)進(jìn)行模擬100年后發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行概率基本可以滿足收斂判據(jù)。表2和表3分別給出了發(fā)電機(jī)運(yùn)行概率的收斂情況，以及模擬100年后的發(fā)電機(jī)的模擬運(yùn)行概率與實(shí)際運(yùn)行概率的對比情況。由計(jì)算結(jié)果可以，發(fā)電機(jī)運(yùn)行概率指標(biāo)收斂后，模擬值與實(shí)際值的偏差很小，最大偏差為0.86％，最小偏差為0.01％，計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了所提發(fā)電機(jī)模擬方法的有效性。表2發(fā)電機(jī)運(yùn)行概率收斂指標(biāo)模擬年數(shù)發(fā)電機(jī)運(yùn)行概率收斂指標(biāo)100.0477500.0154800.01261000.0092表3發(fā)電機(jī)運(yùn)行概率指標(biāo)對比序號實(shí)際值Pup模擬值Pup*偏差序號實(shí)際值Pup模擬值Pup*偏差10.8290.8330.38％170.9520.9580.67％20.8670.8700.34％180.9520.9600.86％30.9050.9050.01％190.9520.951-0.12％40.9050.903-0.19％200.9420.9430.04％50.9050.9090.45％210.9420.9440.19％60.9050.9060.12％220.9420.940-0.21％70.8950.892-0.41％230.9420.939-0.36％80.8950.9010.60％240.9420.9430.08％90.8950.892-0.40％250.8650.8680.24％100.9420.935-0.74％260.8650.8690.42％110.9420.938-0.50％270.8650.862-0.46％120.9420.9450.29％280.8650.862-0.39％130.9420.9460.35％290.9050.900-0.53％140.9520.951-0.11％300.9050.902-0.35％150.9520.9540.19％310.9050.9060.16％160.9520.9570.53％計(jì)算得到年調(diào)峰不足次數(shù)NPSCI＝60次，最大調(diào)峰不足功率PPSCI＝271MW，每次最大調(diào)峰不足電量WPSCI＝1406MWh。系統(tǒng)的調(diào)峰功率和容量需求曲線如圖16和17所示。示例給出了利用本發(fā)明所提方法和指標(biāo)分析大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)峰需求的過程。以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者等同替換，而這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均在申請待批的本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3