【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电力调度；尤其涉及一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法。
技术介绍
1、随着风电、光伏等新能源快速发展，电网运行面临更加剧烈的冲击。特别是在实时调度运行期间，风电、光伏等新能源发电出力波动性较大，一方面需要更多调频容量，以满足实时调度平衡的需要，另一方面也亟需更多的爬坡容量，以适应新能源发电出力骤增或骤降带来的发用电功率偏差。
2、所谓爬坡容量，是指发电机组快速增加或减少发电出力，以满足发用电功率偏差调节需求的一种辅助服务。爬坡服务与调频服务差别在于：
3、(1)调频服务是一种超短期时间尺度的自动调节功能，一般面向秒级的发用电功率偏差调整，其响应周期一般为5-10秒；
4、(2)爬坡服务是一种短期时间尺度的发电出力调节功能，一般面向分钟级的发用电公平偏差调整，其响应周期一般为2-3分钟。
5、更大时间尺度(10-15分钟)的发用电功率平衡主要依靠发电计划予以平衡，调频服务则用于消除超短期偏差，爬坡服务作为两者间衔接，用于解决短期发用电功率偏差调节问题。
6、传统电网运行控制中，用电负荷波动是造成发用电功率偏差的主要因素，其变化趋势性较强，依靠发用电计划合理编制，在发电机组自身规定爬坡能力范围内即可满足偏差调节要求。随着新能源规模快速增加，电网发用电功率波动更加剧烈。在发电计划执行期间，发用电功率也存在较大幅度的变动，造成大额发用电功率偏差，迫切需要预留爬坡服务，以满足调节要求。而目前爬坡服务的研究尚处于起步阶段，现有研究主要围绕爬坡服务与电能量计
7、然而对电网运行所需要的爬坡容量尚缺乏研究，即应该预留多少爬坡容量，导致爬坡服务优化等缺乏依据。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，以解决电网运行所需要的爬坡容量尚缺乏研究，即应该预留多少爬坡容量，导致爬坡服务优化等缺乏依据等技术问题。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，所述方法包括：
4、步骤1、分类测算用电负荷、风电发电出力、光伏发电出力各类型波动源短期波动量；
5、步骤2、根据波动源短期波动量分布统计，分析变化规律；
6、步骤3、测算满足运行需要的最优爬坡容量需求；
7、步骤4、考虑调频响应偏差，对基准爬坡容量需求进行修正，得到满足实际应用要求的爬坡容量需求。
8、测算波动源短期波动量时，先明确波动源范围，并获取基础数据，基础数据为各类型波动源在调度机构数据采集与监视控制系统中实际采集数据，该数据采集时间间隔为毫秒级；统计各类型波动源在调频周期范围内出力均值；调频周期为5-10秒，在调频周期范围内波动源出力波动所产生的发用电功率偏差，由调频服务调整予以平衡；以调频周期内波动源出力均值作为整体水平的评估参考；规定调频周期为δtfe，则波动源v调频周期下时段tf的出力均值可表示为pv,tf；其中调频周期为调度机构自动发电控制系统所设置的频率与联络线交换功率偏差自动监控调整时限。
9、统计电能量计划周期范围内基准爬坡速率；电能量计划周期范围内基准爬坡容量是指电能量计划中相邻时刻的波动源出力差值对应的爬坡速率；以电能量计划周期范围内波动源出力均值作为该周期范围内波动源出力评估值，则基准爬坡速率为相邻周期波动源出力评估值之差与电能量计划周期的比值，表示为：
10、
11、式中，vv,ts为波动源v电能量计划周期下时段ts的基准爬坡速率；pv,ts+1、pv,ts分别为波动源v电能量计划周期下时段ts+1、时段ts的出力均值，即为该时段电能量计划周期范围内自动发电控制系统采集数据均值。tsm为电能量计划周期，为15分钟；
12、电能量计划周期范围内波动源基准爬坡速率应由调度机构预测，并纳入电能量计划编制通过优化发电计划予以平衡。
13、统计爬坡周期范围内波动源出力变化量，爬坡周期范围内波动源出力最大变化量为爬坡周期范围内各调频时段波动源出力均值差值的最大值，表示为：
14、
15、式中，为爬坡周期范围内时段tc波动源v的出力最大变化量，tf1,tf2∈tc表示爬坡周期范围内时段tc中任选的两个调频周期时段tf1、tf2，pv,tf1、pv,tf2分别为调频周期下时段tf1、tf2的波动源v出力均值；
16、测算爬坡周期内波动源短期波动量；表示为：
17、
18、式中，vv,tc为爬坡周期范围内时段tc波动源v的短期波动量，δttc为爬坡周期为2-3分钟。
19、根据波动源短期波动量分布统计，分析变化规律时，采用统计直方图方式，统计各波动源短期波动量分布特性；统计波动源短期波动量历史数据，并按照从小到大顺序排序；以最大、最小短期波动量为界，将波动量短期波动量等间隔划分为ns个区间，并统计每个区间范围内波动源短期波动量发生次数；该波动源在该区间内发生概率即为发生次数与历史统计次数比值，区间范围内发生概率相同，表示为：
20、
21、式中，prov,ns为波动源v统计直方图中区间ns的发生概率，nv,ns、nv分别为区间vs发生次数和历史统计次数。
22、测算满足运行需要的最优爬坡容量需求时，构建以预期综合成本最低为目标的优化模型，测算各类型波动源最优爬坡容量需求；优化目标要求爬坡服务交易费用、预期弃风弃光电量损失整体最低，约束条件为短期波动量需求约束，表示为：
23、
24、式中，为波动源v对应最优爬坡容量需求，为爬坡服务交易规则规定的申报限价，为预期弃风弃光电量，为含绿证价格的弃风弃光惩罚价格，、分别为爬坡服务交易费用、预期弃风弃光电量损失优化目标项权重，为波动源v最大短期波动量；
25、其中预期弃风弃光电量为超出最优爬坡容量需求后波动源波动电量，表示为：
26、
27、式中，ny,tc表示一年中爬坡周期时段数；当爬坡能力不足时，短期波动量超过爬坡容量的时段新能源发电出力将被限制，vvδttc表示该爬坡周期弃风弃光损失电量，ny,tcvvδttc表示在该短期波动量水平下全年弃风弃光损失电量，对最优爬坡容量需求至最大短期波动量间积分即可得到预期弃风弃光电量损失；
28、求解式(5)即得到该波动源最优爬坡容量需求。
29、基准爬坡容量需求即为考虑各类型波动源最优爬坡容量需求后的整体爬坡容量需求，表示为：
30、
31、式中，nv表示波动源数量，rbc为基准爬坡容量需求。
32、考虑调频响应偏差后修正的爬坡容量需求表示为：
33、
34、式中，rbc,fe为本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：测算波动源短期波动量时，先明确波动源范围，并获取基础数据，基础数据为各类型波动源在调度机构数据采集与监视控制系统中实际采集数据，该数据采集时间间隔为毫秒级；统计各类型波动源在调频周期范围内出力均值；调频周期为5-10秒，在调频周期范围内波动源出力波动所产生的发用电功率偏差，由调频服务调整予以平衡；以调频周期内波动源出力均值作为整体水平的评估参考；规定调频周期为ΔTFe，则波动源v调频周期下时段tf的出力均值可表示为Pv,tf；其中调频周期为调度机构自动发电控制系统所设置的频率与联络线交换功率偏差自动监控调整时限。
3.根据权利要求2所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：统计电能量计划周期范围内基准爬坡速率；电能量计划周期范围内基准爬坡容量是指电能量计划中相邻时刻的波动源出力差值对应的爬坡速率；以电能量计划周期范围内波动源出力均值作为该周期范围内波动源出力评估值，则基准
4.根据权利要求3所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：统计爬坡周期范围内波动源出力变化量，爬坡周期范围内波动源出力最大变化量为爬坡周期范围内各调频时段波动源出力均值差值的最大值，表示为：
5.根据权利要求1所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：根据波动源短期波动量分布统计，分析变化规律时，采用统计直方图方式，统计各波动源短期波动量分布特性；统计波动源短期波动量历史数据，并按照从小到大顺序排序；以最大、最小短期波动量为界，将波动量短期波动量等间隔划分为NS个区间，并统计每个区间范围内波动源短期波动量发生次数；该波动源在该区间内发生概率即为发生次数与历史统计次数比值，区间范围内发生概率相同，表示为：
6.根据权利要求1所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：测算满足运行需要的最优爬坡容量需求时，构建以预期综合成本最低为目标的优化模型，测算各类型波动源最优爬坡容量需求；优化目标要求爬坡服务交易费用、预期弃风弃光电量损失整体最低，约束条件为短期波动量需求约束，表示为：
7.根据权利要求6所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：基准爬坡容量需求即为考虑各类型波动源最优爬坡容量需求后的整体爬坡容量需求，表示为：
8.根据权利要求1所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：考虑调频响应偏差后修正的爬坡容量需求表示为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：测算波动源短期波动量时，先明确波动源范围，并获取基础数据，基础数据为各类型波动源在调度机构数据采集与监视控制系统中实际采集数据，该数据采集时间间隔为毫秒级；统计各类型波动源在调频周期范围内出力均值；调频周期为5-10秒，在调频周期范围内波动源出力波动所产生的发用电功率偏差，由调频服务调整予以平衡；以调频周期内波动源出力均值作为整体水平的评估参考；规定调频周期为δtfe，则波动源v调频周期下时段tf的出力均值可表示为pv,tf；其中调频周期为调度机构自动发电控制系统所设置的频率与联络线交换功率偏差自动监控调整时限。
3.根据权利要求2所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：统计电能量计划周期范围内基准爬坡速率；电能量计划周期范围内基准爬坡容量是指电能量计划中相邻时刻的波动源出力差值对应的爬坡速率；以电能量计划周期范围内波动源出力均值作为该周期范围内波动源出力评估值，则基准爬坡速率为相邻周期波动源出力评估值之差与电能量计划周期的比值，表示为：
4.根据权利要求3所述的一种基于短期波动特性分析的爬坡容量需求评估方法，其特征在于：统计爬坡周期范围内波动源出力...
【专利技术属性】
技术研发人员：代江，姜有泉，田石金，赵翔宇，朱思霖，单克，田年杰，梁彦杰，林庆标，李智勇，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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