一种含有储能系统的光伏电站可信容量计算方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种含有储能系统的光伏电站可信容量确定方法及系统。方法包括：获取光伏电站的输出功率数据；获取光伏电站的负荷数据；利用序贯蒙特卡洛采样法对输出功率数据和负荷数据进行采样，生成连续的多个时序场景；利用马尔科夫链模型分别对各个时序场景下的储能状态进行模拟；根据储能状态，利用马尔科夫决策过程确定储能装置输出功率控制策略，确定对电网进行调度的调度方案；根据调度方案，对电网的调度进行模拟，得到每个时序场景的模拟仿真结果；对模拟仿真结果进行分析，得到可靠性指标；根据可靠性指标计算光伏电站的可信容量。本发明专利技术公开的方法及系统，有效减少了模拟的场景数目，加快了计算速度。

Method and system for calculating credible capacity of photovoltaic power station containing energy storage system

The invention discloses a method and a system for confirming the credible capacity of a photovoltaic power station containing an energy storage system. The method includes: the output power of photovoltaic power plant data acquisition; load data acquisition of photovoltaic power plants; sampling method using sequential Monte Carlo sampling of the output data and load data, generate multiple sequential continuous scene; using Markoff chain model were simulated for each state can timing scenarios of the reservoir; according to the storage state, determine the storage device output power control strategy based on Markoff decision process, determine the scheduling scheme for scheduling grid; according to the scheduling scheme of grid scheduling simulation, simulation results obtained at the scene of each order; the simulation results are analyzed, the reliability index according to the photovoltaic power plant capacity calculation; reliability index. The method and the system disclosed by the invention effectively reduce the number of simulated scenes and speed up the calculation.

【技术实现步骤摘要】
一种含有储能系统的光伏电站可信容量计算方法及系统
本专利技术涉及光伏发电
，特别是涉及一种含有储能系统的光伏电站可信容量计算方法及系统。
技术介绍
光伏电站的输出功率具有不确定性、间歇性以及不可控性，同样容量的光伏电站与常规电站(比如火电厂和水电厂)带负荷的能力并不相同，因此在电力系统充裕度分析中光伏电站的发电容量无法与常规电站同等对待。为此，采用可信容量来表示在等可靠性前提下光伏电站的发电系统可以替代的常规电站中的机组容量。可靠性为电能正常供应的程度。传统计算可信容量的方法为序贯蒙特卡洛法(sequentialMonte-Carlomethod)。该方法在蒙特卡洛方法的基础上加入时序因素。蒙特卡洛方法是指使用随机数(或更常见的伪随机数)来解决很多计算问题的方法。非序贯蒙特卡洛法是通过随机抽样得到系统状态，不考虑时间上的连续性；序贯蒙特卡洛法是通过模拟系统运行的状态转移过程，可得到具有时序特性的概率分布。光伏发电站的输出功率在一定时间范围下具有强相关性，适合采用序贯蒙特卡洛法进行研究。传统采用序贯蒙特卡洛法计算可信容量的过程为：预先随机生成一系列时序场景，然后对各个时序场景依次进行模拟，计算可靠性指标。然后，在常规电站的发电系统中，通过添加或减少虚拟机组容量确定与光伏电站的发电系统可靠性相等的等效系统，即确定了光伏电站的可信容量。然而，对于含储能装置的光伏电站，如果用序贯蒙特卡洛法采样，然后计算可信容量，则对于每个时刻，都需要根据光伏电站的输出功率数据和负荷数据生成大量的场景。由于储能装置的存在，系统状态不仅与所处时刻有关，还与上一时刻的历史状态有关。因此，在采样过程中，所需要模拟的总场景数目，实际上是每个时刻场景数目的乘积。在考虑时间段较长时，所需要模拟的场景数目将十分庞大，难以计算。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种含有储能系统的光伏电站可信容量确定方法及系统，可以减少模拟的场景数目，加快计算速度。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种含有储能系统的光伏电站可信容量确定方法，包括：获取光伏电站的输出功率数据；获取光伏电站的负荷数据；利用序贯蒙特卡洛采样法对所述输出功率数据和所述负荷数据进行采样，生成连续的多个时序场景；利用马尔科夫链模型分别对各个时序场景下的储能状态进行模拟；根据所述储能状态，利用马尔科夫决策过程确定储能装置输出功率控制策略，确定对电网进行调度的调度方案；根据所述调度方案，对电网的调度进行模拟，得到每个所述时序场景的模拟仿真结果；对所述模拟仿真结果进行分析，得到可靠性指标；根据所述可靠性指标计算所述光伏电站的可信容量。可选的，所述获取光伏电站的输出功率数据，具体包括：获取光照预测值和温度预测值；利用最大功率跟踪算法获取光伏电站在所述光照预测值和所述温度预测值的条件下的输出功率预测值；获取影响实际光照和实际温度的干扰因素；根据所述干扰因素对光照和温度的影响，计算输出功率干扰值；在所述输出功率预测值的基础上减去所述输出功率干扰值得到所述输出功率数据。可选的，所述获取光伏电站的负荷数据，具体包括：获取光伏电站的历史负荷数据；根据所述历史负荷数据分析负荷变化规律；根据所述历史负荷数据和所述负荷变化规律对负荷进行预测，得到负荷预测值；利用标准差原则，确定所述负荷预测值的误差，得到负荷预测误差；在所述负荷预测值的基础上减去所述负荷预测误差得到所述负荷数据。可选的，所述利用马尔科夫链模型分别对各个时序场景下的储能状态进行模拟，具体包括：将储能状态分为N个逐渐增加的离散状态，任意相邻的两个所述离散状态的能量差值相同；选定连续的多个离散时刻，任意相邻的两个所述离散时刻的时间间隔相同；利用预设的所述时间间隔内储能装置输出的所述有功功率平均值计算所述时间间隔内的输出电能；利用所述输出电能、所述能量差值和预设的每个所述离散时刻下所述离散状态的概率分布计算马尔科夫转移概率；根据所述马尔科夫转移概率计算马尔科夫转移矩阵；利用所述马尔科夫转移矩阵，在给定了初始离散时刻下所述离散状态的概率分布的前提下，计算目标离散时刻下所述离散状态的概率分布。可选的，所述根据所述可靠性指标计算可信容量，具体包括：在参考电站中通过调整负荷使所述参考电站的可靠性指标与所述光伏电站的可靠性指标的差值小于预设阈值；将所述光伏电站的负荷与所述参考电站中的负荷进行对比，获得负荷差；确定所述负荷差的绝对值为所述可信容量。本专利技术还公开了一种含有储能系统的光伏电站可信容量确定系统，包括：输出功率获取模块，用于获取光伏电站的输出功率数据；负荷数据获取模块，用于获取光伏电站的负荷数据；采样模块，用于利用序贯蒙特卡洛采样法对所述输出功率数据和所述负荷数据进行采样，生成连续的多个时序场景；储能状态模拟模块，用于利用马尔科夫链模型分别对各个时序场景下的储能状态进行模拟；调度方案确定模块，用于根据所述储能状态，利用马尔科夫决策过程确定储能装置输出功率控制策略，确定对电网进行调度的调度方案；调度模拟模块，用于根据所述调度方案，对电网的调度进行模拟，得到每个所述时序场景的模拟仿真结果；可靠性指标模块，用于对所述模拟仿真结果进行分析，得到可靠性指标；可信容量模块，用于根据所述可靠性指标计算所述光伏电站的可信容量。可选的，所述输出功率获取模块，具体包括：预测单元，用于获取光照预测值和温度预测值；输出功率预测单元，用于利用最大功率跟踪算法获取光伏电站在所述光照预测值和所述温度预测值的条件下的输出功率预测值；干扰获取单元，用于获取影响实际光照和实际温度的干扰因素；干扰计算单元，用于根据所述干扰因素对光照和温度的影响，计算输出功率干扰值；输出功率纠正单元，用于在所述输出功率预测值的基础上减去所述输出功率干扰值得到所述输出功率数据。可选的，所述负荷数据获取模块，具体包括：历史数据获取单元，用于获取光伏电站的历史负荷数据；变化规律分析单元，用于根据所述历史负荷数据分析负荷变化规律；负荷预测单元，用于根据所述历史负荷数据和所述负荷变化规律对负荷进行预测，得到负荷预测值；负荷误差单元，用于利用标准差原则，确定所述负荷预测值的误差，得到负荷预测误差；负荷纠正单元，用于在所述负荷预测值的基础上减去所述负荷预测误差得到所述负荷数据。可选的，所述储能状态模拟模块，具体包括：储能状态划分单元，用于将储能状态分为N个逐渐增加的离散状态，任意相邻的两个所述离散状态的能量差值相同；离散时刻选定单元，用于选定连续的多个离散时刻，任意相邻的两个所述离散时刻的时间间隔相同；输出电能计算单元，用于利用预设的所述时间间隔内储能装置输出的所述有功功率平均值计算所述时间间隔内的输出电能；概率计算单元，用于利用所述输出电能、所述能量差值和预设的每个所述离散时刻下所述离散状态的概率分布计算马尔科夫转移概率；矩阵计算单元，用于根据所述马尔科夫转移概率计算马尔科夫转移矩阵；概率分布计算单元，用于利用所述马尔科夫转移矩阵，在给定了初始离散时刻下所述离散状态的概率分布的前提下，计算目标离散时刻下所述离散状态的概率分布。可选的，所述可信容量模块，具体包括：可靠性指标趋近单元，用于在参考电站中通过调整负荷使所述参考电站的可靠性指标与所述光伏电站的可靠性指标的差值小于预设阈值；负荷差计算单元，用于将所述光伏本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有储能系统的光伏电站可信容量确定方法，其特征在于，包括：获取光伏电站的输出功率数据；获取光伏电站的负荷数据；利用序贯蒙特卡洛采样法对所述输出功率数据和所述负荷数据进行采样，生成连续的多个时序场景；利用马尔科夫链模型分别对各个时序场景下的储能状态进行模拟；根据所述储能状态，利用马尔科夫决策过程确定储能装置输出功率控制策略，确定对电网进行调度的调度方案；根据所述调度方案，对电网的调度进行模拟，得到每个所述时序场景的模拟仿真结果；对所述模拟仿真结果进行分析，得到可靠性指标；根据所述可靠性指标计算所述光伏电站的可信容量。

【技术特征摘要】
1.一种含有储能系统的光伏电站可信容量确定方法，其特征在于，包括：获取光伏电站的输出功率数据；获取光伏电站的负荷数据；利用序贯蒙特卡洛采样法对所述输出功率数据和所述负荷数据进行采样，生成连续的多个时序场景；利用马尔科夫链模型分别对各个时序场景下的储能状态进行模拟；根据所述储能状态，利用马尔科夫决策过程确定储能装置输出功率控制策略，确定对电网进行调度的调度方案；根据所述调度方案，对电网的调度进行模拟，得到每个所述时序场景的模拟仿真结果；对所述模拟仿真结果进行分析，得到可靠性指标；根据所述可靠性指标计算所述光伏电站的可信容量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取光伏电站的输出功率数据，具体包括：获取光照预测值和温度预测值；利用最大功率跟踪算法获取光伏电站在所述光照预测值和所述温度预测值的条件下的输出功率预测值；获取影响实际光照和实际温度的干扰因素；根据所述干扰因素对光照和温度的影响，计算输出功率干扰值；在所述输出功率预测值的基础上减去所述输出功率干扰值得到所述输出功率数据。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取光伏电站的负荷数据，具体包括：获取光伏电站的历史负荷数据；根据所述历史负荷数据分析负荷变化规律；根据所述历史负荷数据和所述负荷变化规律对负荷进行预测，得到负荷预测值；利用标准差原则，确定所述负荷预测值的误差，得到负荷预测误差；在所述负荷预测值的基础上减去所述负荷预测误差得到所述负荷数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用马尔科夫链模型分别对各个时序场景下的储能状态进行模拟，具体包括：将储能状态分为N个逐渐增加的离散状态，任意相邻的两个所述离散状态的能量差值相同；选定连续的多个离散时刻，任意相邻的两个所述离散时刻的时间间隔相同；利用预设的所述时间间隔内储能装置输出的所述有功功率平均值计算所述时间间隔内的输出电能；利用所述输出电能、所述能量差值和预设的每个所述离散时刻下所述离散状态的概率分布计算马尔科夫转移概率；根据所述马尔科夫转移概率计算马尔科夫转移矩阵；利用所述马尔科夫转移矩阵，在给定了初始离散时刻下所述离散状态的概率分布的前提下，计算目标离散时刻下所述离散状态的概率分布。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述可靠性指标计算可信容量，具体包括：在参考电站中通过调整负荷使所述参考电站的可靠性指标与所述光伏电站的可靠性指标的差值小于预设阈值；将所述光伏电站的负荷与所述参考电站中的负荷进行对比，获得负荷差；确定所述负荷差的绝对值为所述可信容量。6.一种含有储能系统的光伏电站可信容量确定系统，其特征在于，包括：输出功率获取模块，用于获取光伏电站的输出功率数据；负荷数据获取模块，用于获取光伏电站的负荷数据；采样模块，用于利用序贯蒙特卡洛采样法对所述输出功率数据和所述负荷数据进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈颖，张至美，李春来，杨立滨，李正曦，
申请(专利权)人：清华大学，国网青海省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11