大基地直流外送曲线优化规划方法、系统、设备及介质与流程

本发明属于电力系统规划与优化运行，具体涉及大基地直流外送曲线优化规划方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、随着“沙戈荒”大型风电光伏基地开发的深入推进，送端系统作为能源汇集与外送的枢纽，其规划设计面临新的技术挑战。由于新能源发电具有随机性与波动性，加之送端系统通常包含风、光、火、储等多类电源，如何在规划设计阶段合理拟定直流外送曲线，成为决定通道利用率与系统经济性的关键。

2、然而，传统方法往往依赖典型日或典型周进行简化模拟，难以准确反映新能源的时序特性与多能互补潜力，导致直流外送曲线拟定缺乏科学依据；同时，涉及各类电源运行状态模拟与技术经济指标计算的过程复杂繁琐，制约了规划方案的精细化比选。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决沙戈荒大基地送端系统在规划设计阶段，面临直流外送曲线难以合理拟订、相关技术经济指标计算过程繁琐的问题，提出了大基地直流外送曲线优化规划方法、系统、设备及介质。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供大基地直流外送曲线优化规划方法，包括以下步骤：

4、获取新能源时序出力数据、送端各类电源的规模与运行特性参数，以及直流外送运行约束参数；

5、按月份将新能源时序出力数据拆分至单月维度分别执行聚类处理，得到聚类处理结果，基于聚类处理结果构建直流外送三台阶形状序列，并对直流外送三台阶形状序列执行平滑修正，得到经平滑修正后的直流外送三台阶形状序列；

6、将经平滑修正后的直流外送三台阶形状序列作为基准约束，依据送端各类电源的规模与运行特性参数及直流外送运行约束参数，建立数学优化模型；

7、以大基地送端系统经济性最优为目标求解数学优化模型，得到逐时直流外送曲线及大基地送端系统运行指标。

8、进一步地，按月份将新能源时序出力数据拆分至单月维度后，采用k-means聚类算法对单月内各时刻的出力样本进行聚类处理，得到高出力、低出力两类聚类结果。

9、进一步地，基于聚类处理结果构建直流外送三台阶形状序列，具体为：

10、统计单月内同一小时点位分别归属两类聚类结果的频次占比，按照预设概率阈值将各小时分别标记为高台阶、低台阶、待定台阶三类标签，并结合预设时段运行要求调整指定时段的标签，构建得到直流外送三台阶形状序列。

11、进一步地，对直流外送三台阶形状序列执行迭代平滑修正，包括：

12、修正直流外送三台阶形状序列中单个时段标签与两侧相邻时段标签均存在差异的孤立跳变。

13、进一步地，基准约束包括为直流外送三台阶形状序列中的各类台阶标签分别设定的直流外送功率取值区间约束。

14、进一步地，数学优化模型以大基地送端系统弃电成本与外购电力成本之和最小化为求解目标，约束条件包括逐时功率平衡约束、送端各类电源的运行边界约束、直流外送功率边界约束、直流外送总电量约束以及直流特定时段功率约束。

15、进一步地，数学优化模型求解后，输出逐时直流外送功率曲线、送端各类电源的逐时运行状态数据以及大基地送端系统运行指标。

16、第二方面，本发明提供大基地直流外送曲线优化规划系统，包括：

17、参数获取模块，用于获取新能源时序出力数据、送端各类电源的规模与运行特性参数，以及直流外送运行约束参数；

18、外送序列构建模块，用于按月份将新能源时序出力数据拆分至单月维度分别执行聚类处理，得到聚类处理结果，基于聚类处理结果构建直流外送三台阶形状序列，并对直流外送三台阶形状序列执行平滑修正，得到经平滑修正后的直流外送三台阶形状序列；

19、数学优化模型建立模块，用于将经平滑修正后的直流外送三台阶形状序列作为基准约束，依据送端各类电源的规模与运行特性参数及直流外送运行约束参数，建立数学优化模型；

20、数学优化模型求解模块，用于以大基地送端系统经济性最优为目标求解数学优化模型，得到逐时直流外送曲线及大基地送端系统运行指标。

21、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现大基地直流外送曲线优化规划方法。

22、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现大基地直流外送曲线优化规划方法。

23、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

24、本发明提出的大基地直流外送曲线优化规划方法，在给定新能源资源特性、电源规模与运行特性参数、直流运行约束要求下，首先通过月内聚类与平滑规则提取三台阶形状序列；然后以经济性最优构建目标函数，叠加功率平衡、电源边界及直流送电功率上下限要求等约束，兼顾受端电网要求，建立优化模型并求解。本发明可以高效输出8760小时逐时直流外送曲线、各类电源运行状态及技术经济性结果，为规划设计人员提供参考，为沙戈荒大基地送端系统的规划设计与方案评估提供量化支撑。本发明能够定量计算新能源基地送出曲线及相关技术指标，具有计算方便、快捷的特点。

1.大基地直流外送曲线优化规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的大基地直流外送曲线优化规划方法，其特征在于，所述按月份将所述新能源时序出力数据拆分至单月维度后，采用k-means聚类算法对单月内各时刻的出力样本进行聚类处理，得到高出力、低出力两类聚类结果。

3.根据权利要求2所述的大基地直流外送曲线优化规划方法，其特征在于，所述基于所述聚类处理结果构建直流外送三台阶形状序列，具体为：

4.根据权利要求3所述的大基地直流外送曲线优化规划方法，其特征在于，所述对直流外送三台阶形状序列执行迭代平滑修正，包括：

5.根据权利要求1所述的大基地直流外送曲线优化规划方法，其特征在于，所述基准约束包括为所述直流外送三台阶形状序列中的各类台阶标签分别设定的直流外送功率取值区间约束。

6.根据权利要求1所述的大基地直流外送曲线优化规划方法，其特征在于，所述数学优化模型以大基地送端系统弃电成本与外购电力成本之和最小化为求解目标，约束条件包括逐时功率平衡约束、所述送端各类电源的运行边界约束、直流外送功率边界约束、直流外送总电量约束以及直流特定时段功率约束。

7.根据权利要求1所述的大基地直流外送曲线优化规划方法，其特征在于，所述数学优化模型求解后，输出逐时直流外送功率曲线、所述送端各类电源的逐时运行状态数据以及大基地送端系统运行指标。

8.大基地直流外送曲线优化规划系统，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-7任一项中所述的大基地直流外送曲线优化规划方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项中所述的大基地直流外送曲线优化规划方法。