本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，具體為一種電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、發(fā)展新能源是達(dá)成“碳達(dá)峰·碳中和”目標(biāo)、解決環(huán)境污染和能源危機(jī)等問題的關(guān)鍵路徑。隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展，高比例新能源并網(wǎng)已成為新型電力系統(tǒng)的顯著特征。截至2023年底，我國風(fēng)電、光伏裝機(jī)容量分別達(dá)到4.4億kw、6.1億kw，新能源裝機(jī)占比達(dá)36％，躍升為我國第二大電源。

2、在傳統(tǒng)火電主導(dǎo)電力系統(tǒng)的分析中，由于火電的可控范圍充裕，往往忽略運(yùn)行約束的時(shí)序耦合，逐個(gè)時(shí)間斷面用機(jī)組出力上下限進(jìn)行刻畫；而負(fù)荷預(yù)測誤差的方差較小，由確定性備用規(guī)則即可控制電力電量不平衡的風(fēng)險(xiǎn)足夠低。極高比例可再生能源電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特征與傳統(tǒng)系統(tǒng)差異很大，源、荷、儲等各環(huán)節(jié)可調(diào)資源共同參與實(shí)現(xiàn)電力電量平衡，其時(shí)序耦合特點(diǎn)導(dǎo)致不同時(shí)間斷面電力電量平衡可行解的存在性相互影響；強(qiáng)隨機(jī)波動(dòng)的風(fēng)/光電源成為系統(tǒng)電量主體，工況復(fù)雜多變而難以用少量典型工況表征，開展電力電量平衡概率特性分析的需求迫切。傳統(tǒng)基于時(shí)序模擬的方法，對電力電量平衡的分析依賴于時(shí)序運(yùn)行點(diǎn)，在不確定條件下運(yùn)行點(diǎn)也是不確定的，導(dǎo)致分析的困難。簡單通過增加模擬場景數(shù)，或引入分時(shí)段概率平衡分析，都難以有效解決上述問題。因此，傳統(tǒng)電力電量平衡分析方法越來越難以滿足風(fēng)/光電量滲透率日益增高場景下對時(shí)序耦合和概率平衡的分析需求，亟待重新認(rèn)識電力系統(tǒng)的電力電量平衡問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：目前電力電量平衡分析方法并未充分考慮極高比例新能源出力的強(qiáng)不確定性，無法準(zhǔn)確量化電力系統(tǒng)面臨的保供、棄電風(fēng)險(xiǎn)，未給出適應(yīng)高比例新能源接入、兼顧強(qiáng)不確定性特征的概率化風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)；未考慮高比例新能源電力電量平衡系統(tǒng)場景，未計(jì)及火電靈活爬坡備用調(diào)節(jié)能力，不能有效評估風(fēng)光出力不確定性給系統(tǒng)電力電量平衡帶來的風(fēng)險(xiǎn)。因此，本發(fā)明提出一種電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估指標(biāo)，結(jié)合仿射因子和火電靈活爬坡備用容量定義表征電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)的概率化指標(biāo)，并基于條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論，提出系統(tǒng)在一定置信概率下的切負(fù)荷功率和棄電功率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，以準(zhǔn)確量化高比例新能源場景下，電網(wǎng)電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)，以保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，包括：

4、采用仿射策略作為火電機(jī)組應(yīng)對風(fēng)光預(yù)測誤差的調(diào)整手段，定義電網(wǎng)上、下調(diào)節(jié)需求和火電機(jī)組能提供的上、下爬坡備用調(diào)節(jié)能力；

5、基于概率理論，定義電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)；

6、基于條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論，提出電網(wǎng)在一定置信概率下的切負(fù)荷功率和棄電功率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，進(jìn)行評估。

7、作為本發(fā)明所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述上、下調(diào)節(jié)需求表示為，

8、

9、其中，分別表示風(fēng)電場和光伏電站在時(shí)段t的預(yù)測誤差，表示風(fēng)光預(yù)測總誤差，表示火電機(jī)組參與因子；分別表示為火電機(jī)組i在時(shí)段t的向上/向下調(diào)整因子；分別表示火電機(jī)組i在時(shí)段t的上下旋轉(zhuǎn)備用容量；表示火電機(jī)組真是出力；為火電機(jī)組i在t時(shí)刻的功率；表示風(fēng)光預(yù)測總誤差；

10、分別表示為系統(tǒng)的上調(diào)節(jié)和下調(diào)節(jié)需求。

11、作為本發(fā)明所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)表示為，

12、

13、其中，γ1、γ2表示系統(tǒng)允許的失負(fù)荷和棄電概率；

14、根據(jù)式(4)概率平衡風(fēng)險(xiǎn)表達(dá)式，可定義切負(fù)荷隨機(jī)變量和棄電功率隨機(jī)變量，表示為：

15、

16、其中，表示切負(fù)荷隨機(jī)變量，表示棄電功率隨機(jī)變量；

17、基于風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值var的定義，在特定置信概率下，切負(fù)荷與棄電隨機(jī)變量的閾值式表示為：

18、

19、其中，分別表示在時(shí)段t的切負(fù)荷隨機(jī)變量閾值與棄電功率隨機(jī)變量閾值。

20、作為本發(fā)明所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的一種優(yōu)選方案，其中：的物理意義為以超過β1的概率確信時(shí)段t當(dāng)火電上備用調(diào)度指令為時(shí)，系統(tǒng)供需平衡可能出現(xiàn)的切負(fù)荷功率小于b1，所有b1中最小值為置信概率β1下的切負(fù)荷功率閾值；

21、的物理意義為以超過β2的概率確信時(shí)段t當(dāng)火電下備用調(diào)度指令為時(shí)，系統(tǒng)供需平衡可能出現(xiàn)的棄電功率小于b2，所有b2中最小值為置信概率β2下的棄電功率閾值。

22、作為本發(fā)明所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的一種優(yōu)選方案，其中：所述條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論表示為，

23、

24、其中，分別為系統(tǒng)在時(shí)段t切負(fù)荷功率和棄風(fēng)功率的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)；為風(fēng)光預(yù)測誤差的概率分布函數(shù)。

25、作為本發(fā)明所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的一種優(yōu)選方案，其中：的物理意義為切負(fù)荷功率超過其閾值的這部分切負(fù)荷功率的條件期望值，物理意義為棄電功率超過其閾值的這部分棄電功率的條件期望值。

26、作為本發(fā)明所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的一種優(yōu)選方案，其中：當(dāng)最小化時(shí)，也獲得了一個(gè)引入輔助函數(shù)以表示定義如下：

27、

28、其中，[·]+表示max{·,0}；

29、利用隨機(jī)變量的樣本近似為：

30、

31、本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)，其能通過構(gòu)建配網(wǎng)作業(yè)遠(yuǎn)程安全通信系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有配網(wǎng)作業(yè)中的數(shù)據(jù)傳輸需要保證安全性和保密性，通過第三方平臺不利于數(shù)據(jù)保密問題。

32、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估系統(tǒng)，包括：調(diào)節(jié)模塊、平衡模塊以及評估模塊；所述調(diào)節(jié)模塊用于采用仿射策略作為火電機(jī)組應(yīng)對風(fēng)光預(yù)測誤差的調(diào)整手段，定義電網(wǎng)上、下調(diào)節(jié)需求和火電機(jī)組能提供的上、下爬坡備用調(diào)節(jié)能力；所述平衡模塊用于基于概率理論，定義電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)；所述評估模塊用于基于條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論，提出電網(wǎng)在一定置信概率下的切負(fù)荷功率和棄電功率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，進(jìn)行評估。

33、一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(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)如上所述電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的步驟。

34、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(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)如上所述電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的步驟。

35、本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法采用仿射策略作為火電機(jī)組應(yīng)對風(fēng)光預(yù)測誤差的調(diào)整手段，提出電網(wǎng)上、下調(diào)節(jié)需求和火電機(jī)組能提供的上、下爬坡備用調(diào)節(jié)能力刻畫方法；

36、基于概率理論和條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論，提出電網(wǎng)在一定置信概率下的切負(fù)荷功率和棄電功率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，可準(zhǔn)確量化高比例新能源場景下電網(wǎng)電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于：所述上、下調(diào)節(jié)需求表示為，

3.如權(quán)利要求2所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于：所述電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)表示為，

4.如權(quán)利要求3所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于：的物理意義為以超過β1的概率確信時(shí)段t當(dāng)火電上備用調(diào)度指令為時(shí)，系統(tǒng)供需平衡可能出現(xiàn)的切負(fù)荷功率小于b1，所有b1中最小值為置信概率β1下的切負(fù)荷功率閾值；

5.如權(quán)利要求4所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于：所述條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論表示為，

6.如權(quán)利要求5所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于：的物理意義為切負(fù)荷功率超過其閾值的這部分切負(fù)荷功率的條件期望值，物理意義為棄電功率超過其閾值的這部分棄電功率的條件期望值。

7.如權(quán)利要求6所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法，其特征在于：當(dāng)最小化時(shí)，也獲得了一個(gè)引入輔助函數(shù)以表示定義如下：

8.一種采用如權(quán)利要求1～7任一所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的系統(tǒng)，其特征在于，包括：調(diào)節(jié)模塊、平衡模塊以及評估模塊；

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲器和處理器，所述存儲器存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的步驟。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法及系統(tǒng)，涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，包括：采用仿射策略作為火電機(jī)組應(yīng)對風(fēng)光預(yù)測誤差的調(diào)整手段，定義電網(wǎng)上、下調(diào)節(jié)需求和火電機(jī)組能提供的上、下爬坡備用調(diào)節(jié)能力；基于概率理論，定義電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)；基于條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論，提出電網(wǎng)在一定置信概率下的切負(fù)荷功率和棄電功率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，進(jìn)行評估。本發(fā)明提供的電網(wǎng)概率化電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)評估方法采用仿射策略作為火電機(jī)組應(yīng)對風(fēng)光預(yù)測誤差的調(diào)整手段；基于概率理論和條件風(fēng)險(xiǎn)價(jià)值理論，提出電網(wǎng)在一定置信概率下的切負(fù)荷功率和棄電功率風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，可準(zhǔn)確量化高比例新能源場景下電網(wǎng)電力電量平衡風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：吳琛,謝一工,盧斯煜,黃潤,鄭超銘,姚文峰,卓映君,秦建茹,王湘,司大軍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6