面向电算协同的资源有效容量评估与备用配置方法与流程

本发明涉及新型电力系统规划与运行控制，尤其涉及一种面向电算协同的资源有效容量评估与备用配置方法。

背景技术：

1、随着新能源装机比例持续提升，省域电力系统的运行安全、经济性和低碳性越来越依赖源网荷储协同调节。传统电力系统主要依靠常规电源爬坡和旋转备用应对负荷波动；在新型电力系统中，分布式新能源、储能、柔性负荷、电动汽车、虚拟电厂、可中断工业负荷和需求响应资源逐渐成为重要调节资源。进一步的，随着算力中心等新型负荷规模快速增长，算力负荷逐步成为电力系统重要的柔性负荷资源，其运行调节依赖电力网络与通信网络的协同支撑。以上这些资源具有分布广、数量多、响应方式多样、通信控制依赖度高等特点。

2、现有源网荷储协同优化方法通常按照物理装机容量、额定功率、签约需求响应容量或历史响应能力计算调节潜力。例如，将储能按照额定功率和剩余电量计算可充放电容量，将灵活负荷按照签约容量计算可削减容量，将电动汽车聚合资源按照接入数量和电池容量计算可调容量，将分布式电源按照可控出力范围计算上调或下调能力。此类方法隐含假设是：只要资源物理上存在，就能够被调度平台实时观测、准确指令、及时响应并可验证执行。

3、但是，在数字化电力系统中，上述假设并不总是成立。包括算力中心在内的源网荷储柔性资源的调节过程通常依赖通信网络、采集终端、控制主站、边缘网关、聚合商平台和现场执行设备。若关键通信质量退化，可能出现遥测数据缺失、指令下发延迟、控制确认失败、资源状态不可见、聚合资源执行偏差增大等问题。此时，柔性资源的名义容量仍然存在，但其可被系统可靠调用的有效容量下降，由此而无法保证系统调度的有效性和安全性，影响电网系统的安全稳定运行。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在公开一种面向电算协同的资源有效容量评估与备用配置方法，通过将各资源的通信指标转化为通信可控性评价值建立通信可控性折减函数，从而确定资源的真实可调用能力，用以解决现有技术中源网荷储柔性资源名义容量与实际有效可调用容量不一致、通信退化下备用能力被高估的问题。

2、本发明提供的一种面向电算协同的资源有效容量评估与备用配置方法，具体包括如下步骤：

3、基于接入源节点的各电网柔性资源的物理参数确定各资源在该源节点能提供的名义调节容量；

4、基于支撑接入源节点的所述资源的各终端的通信质量指标确定该资源在该源节点能提供的有效调节容量；

5、基于各资源的所述有效调节容量和各资源在该源节点和目标节点间的可达系数确定各资源从该源节点对目标节点的可输送有效调节容量；

6、基于接入各源节点的各资源的所述名义调节容量、有效调节容量、可输送有效调节容量以及目标节点的调节备用需求确定目标节点的备用配置。

7、进一步的，所述通信质量指标包括遥测完整性、指令成功率、时延满意度、响应确认率和关键通信质量；

8、所述基于支撑接入源节点的所述资源的各终端的通信质量指标确定该资源在该源节点能提供的有效调节容量包括：

9、基于各终端的遥测完整性、指令成功率、时延满意度、响应确认率和关键通信质量计算各终端的通信可控性评价值；

10、基于各终端的通信可控性评价值确定该资源在该源节点的资源级通信可控性评价值；

11、基于资源级通信可控性评价值计算得到该资源在该源节点的通信折减系数；

12、基于该资源在源节点的通信折减系数和名义调节容量确定该资源在该源电网节点能提供的有效调节容量。

13、进一步的，使用如下公式基于各终端的遥测完整性、指令成功率、时延满意度、响应确认率和关键通信质量计算各终端的通信可控性评价值：

14、；

15、其中，下标、、、分别表示支撑电网柔性资源的终端、电网柔性资源、节点、时段；表示节点中支撑电网柔性资源的终端在时段的通信可控性评价值；、、、、分别为表示节点中支撑电网柔性资源的终端在时段的遥测完整性、指令成功率、时延满意度、响应确认率和关键通信质量；为相应的权重，，。

16、进一步的，使用如下公式基于各终端的通信可控性评价值确定该资源在该源节点的资源级通信可控性评价值：

17、；

18、其中，表示电网柔性资源在节点在时段的资源级通信可控性评价值；表示节点中支撑电网柔性资源的终端在时段的通信可控性评价值；表示节点中支撑电网柔性资源的终端的关联权重。

19、进一步的，使用如下公式基于资源级通信可控性评价值计算得到该资源在该源节点的通信折减系数：

20、；

21、；

22、其中，和分别为节点的资源在时段的上调方向通信折减系数和下调方向通信折减系数；和分别表示严重通信退化下仍可保留的最低上调可用比例和最低下调可用比例；和分别表示资源对通信退化的敏感系数；和分别表示资源级通信可控性评价值经上调方向和下调方向敏感系数修正后的通信折减修正项。

23、进一步的，使用如下公式基于该资源在该源节点的通信折减系数和名义调节容量确定该资源在该源节点能提供的有效调节容量：

24、；

25、；

26、其中，和分别为节点的资源在时段的有效上调容量和有效下调容量；和分别为节点的资源在时段的名义上调容量和名义下调容量。

27、进一步的，使用如下公式基于所述有效调节容量和该资源在该源节点和目标节点间的可达系数确定该资源对目标节点的可输送有效调节容量：

28、；

29、；

30、其中，和分别表示源节点的资源对目标节点的可输送有效上调容量和可输送有效下调容量；和分别表示资源在源节点和目标节点间的上调可达系数和下调可达系数。

31、进一步的，所述基于接入各源节点的各资源的所述名义调节容量、有效调节容量、可输送有效调节容量以及目标节点的调节备用需求确定目标节点的备用配置包括：

32、分别基于接入各源节点的各资源的所述名义调节容量、有效调节容量、可输送有效调节容量计算得到可向目标节点提供的名义调节容量总量、有效调节容量总量、可输送有效调节容量总量；

33、基于目标节点的调节备用需求和名义调节容量总量确定由资源物理容量造成的第一备用缺口；基于目标节点的调节备用需求和有效调节容量总量确定由通信可控性不足造成的第二备用缺口；基于目标节点的调节备用需求和可输送有效调节容量确定由网架可达性不足造成的第三备用缺口；

34、基于第一备用缺口、第二备用缺口、第三备用缺口确定目标节点的备用配置。

35、进一步的，所述第一备用缺口包括第一上调备用缺口和第一下调备用缺口：；；

36、所述第二备用缺口包括第二上调备用缺口和第二下调备用缺口：；；

37、所述第三备用缺口包括第三上调备用缺口和第三下调备用缺口：；；

38、其中，和分别表示目标节点在时段的上调备用需求和下调备用需求；、、、、、分别为目标节点在时段的名义上调容量总量、名义下调容量总量、有效上调容量总量、有效下调容量总量、可输送有效上调容量总量和输送有效下调容量总量。

39、进一步的，基于目标节点的安全备用需求、低碳调节备用需求、通信风险备用需求确定目标节点的调节备用需，包括：

40、；

41、；

42、其中，和分别表示目标节点的上调备用需求和下调备用需求；、、分别表示目标节点的安全上调备用需求、低碳上调备用需求、通信风险上调备用需求；、、分别表示目标节点的安全下调备用需求、低碳下调备用需求、通信风险下调备用需求。

43、本发明至少可以实现下述之一的有益效果：

44、通过将各柔性资源的遥测完整性、控制时延、指令成功率、响应确认率、关键通信业务质量等通信指标转化为节点级或资源级通信可控性评价值，以及针对源侧、网侧、荷侧和储侧不同资源的调节特性，建立差异化的通信可控性折减函数（而不是采用统一折减比例），以及将名义调节容量修正为有效上调容量、有效下调容量，计算不同节点在各时段的真实可调用备用能力。计算过程表明，通信质量越差、控制时延越高、遥测完整性越低或指令确认率越低，则有效调节容量越小，通信质量越好，则有效调节容量越高。避免了现有技术中源网荷储柔性资源名义容量与实际有效可调用容量不一致、通信退化下备用能力被高估的问题。

45、通过对为不同资源类型设置不同的通信敏感系数、最低调节可用比例，使同一通信质量退化在不同资源上的有效容量影响不同，从而避免现有方法“一刀切”评估柔性资源可用性的不足。

46、通过基于可达系数确定各资源的可输送有效调节容量，能够避免将受线路瓶颈、断面拥塞或电压约束限制的资源容量误计为目标节点可用备用，解决现有技术中“资源容量充足但电网不可达”的备用虚高问题。能够避免单纯按照签约容量高估资源的调节潜力，为不同减碳阶段下不同场景的不同灵活资源评估提供更可信依据。

47、通过将算力中心考虑为电力系统的柔性负荷资源，实现电算协同的资源有效容量评估与备用配置。解决在电算协同场景下，算力中心负荷调节、任务响应及配套储能等资源的可靠调用由于控制链路的通信质量退化而导致的导致其名义调节能力与实际可调用能力产生偏差的问题。

48、通过基于安全备用、低碳调节备用和通信风险备用确定系统调节备用需求，基于调节备用需求和调节容量总量确定备用缺口，进一步确定系统的备用配置，满足了系统安全运行、低碳运行和应对通信风险的稳定运行的能力，既能应对新能源波动和负荷高峰，又能服务新能源消纳和高碳购电替代。能够分析不同原因造成的备用缺口，并针对性的确定备用配置，具有良好的工程可实施性，可以应用于源网荷储协同优化、数字化配电网/省域电力系统柔性资源评估、通信-电力耦合系统、需求响应、低碳调度和备用配置技术领域。

49、通过自适应闭环校准机制对通信敏感系数、最低可用比例进行滚动校准，能够根据实际响应偏差实时修正调控策略，有效解决了因通信时延、环境变化或设备工况波动导致的预测与实际出力偏差问题，降低关键时段需求响应、储能、虚拟电厂或分布式资源调用失败风险，显著提升了资源的精准管控能力与运行经济性。

50、本发明方法可用于新能源高占比、省域多区域互联、多元储能与灵活负荷参与调节、以及电力系统运行高度依赖通信采集和控制平台的场景下，根据通信可控性退化程度，评估源侧、网侧、荷侧和储侧柔性资源的有效调节容量，构建节点或分区级备用需求与备用供给匹配关系，并输出备用配置、储能布局、灵活负荷可调用规模、源侧调节需求和网架承载约束下的协同优化结果，可支撑不同减碳阶段下的省域电力系统结构形态分析。

51、本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。