一种计及可靠性的目标容量需求确定方法及介质

1.本发明属于电力系统技术领域，具体涉及一种计及可靠性的目标容量需求确定方法及介质。


背景技术：

2.容量市场对于长期容量充裕性激励保障，以及现货市场价格稳定起到积极作用，在未来新型电力系统中，建设符合我国源网荷容量资源特性的电力容量市场具有非常迫切的现实意义。设计一套可适用于未来典型发展阶段的容量市场机制，为我国电力容量市场的实施建设提供决策参考，为我国未来新型电力系统下电力容量市场建设提供有力技术支撑，明确目标容量购买需求确定的方法具有重要的现实意义。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种计及可靠性的目标容量需求确定方法及介质，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
5.一种计及可靠性的目标容量需求确定方法，包括以下步骤：
6.统计历史停电情况，确定系统可靠性标准；
7.统计历史真实峰值负荷数据，生成峰值负荷概率分布曲线；
8.统计各机组历史处理数据，生成不同类型机组的各周出力概率分布曲线；
9.基于不同类型机组的各周出力概率分布曲线实施卷积操作，生成各周的区域总出力概率分布曲线；
10.综合峰荷概率分布曲线与区域总出力概率分布曲线，求取两曲线重合区域的联合概率之和，得到当前负荷水平的失负荷期望lole；
11.比较所得的当前负荷水平的失负荷期望lole与确定的系统可靠性标准，调整峰荷概率分布曲线，直至满足可靠性标准；
12.计算满足可靠性要求的系统装机备用裕度；
13.基于所得系统装机备用裕度，预测规划年的负荷峰值，得到预测年满足可靠性要求的系统目标容量需求。
14.本发明的有益效果：
15.1、本发明方法通过概率分布曲线的方法，考虑到每一个可能的负荷状态和容量状态，不会产生任何置信区间，lole结果表征了确切的负荷损失期望，而不是统计的估计参数，考虑系统可靠性确定目标容量，为容量市场开展奠定基础，对于实现长期容量充裕性起到有效激励作用。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现
有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明方法流程图；
18.图2是本发明实施例中采用的江苏实际配电网图。
具体实施方式
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
20.请参阅图1所示，本实施例提供一种计及可靠性的目标容量需求确定方法，包括以下步骤：
21.步骤1、统计历史停电情况，确定系统可靠性指标及标准：
22.选择lole为可靠性指标，统计历史10年的每年的停电小时数，得到历史失负荷水平，进而计算历史10年的失负荷期望，作为系统可靠性标准，，如下：
[0023][0024]
lolec＝lolhc/8760 (2)
[0025]
式中，lolhc为历史10年的平均停电小时数；lolhy为历史10年每年的停电小时数；lolec为根据历史10年的平均停电小时数得到的失负荷期望，作为系统可靠性标准值。
[0026]
步骤2、统计历史真实峰值负荷数据，生成峰值负荷概率分布曲线：
[0027]
根据历史5年的各周的峰值负荷数据，得到各周峰荷数据的平均值μ
load
与标准差σ
load
，进而生成各周峰值负荷概率分布曲线，符合正态分布，如下：
[0028][0029]
式中，x
load
为峰荷值；f
load
为峰荷水平达到x
load
时的概率。
[0030]
步骤3、统计各机组历史处理数据，然后根据历史处理数据生成不同类型机组的各周出力概率分布曲线：
[0031]
根据区域内资源禀赋确定电源结构，设定区域内机组类型有：传统机组、风电机组、光伏机组。统计近5年历史机组出力数据，生成不同机组出力概率分布曲线，不同地区机组出力趋势不同，则所得出力概率分布曲线不同。此处仅做说明，假定传统机组出力满足正态分布，风电机组出力满足韦布尔(weibull)分布，光伏机组出力满足贝塔(beta)分布，则不同类型机组的各周的出力概率分布曲线如下：
[0032][0033]
式中，x
gen
为传统机组出力；f
gen
为传统机组出力达到x
gen
时的概率；μ
load
为传统机组出力平均值；σ
load
为传统机组出力标准差。
[0034][0035]
式中，x
wind
为风电机组出力；f
wind
为风电机组出力达到x
wind
时的概率；λ
wind
为比例参数(λ
wind
为正)；k
wind
为形状参数(k
wind
为正)。
[0036][0037]
式中，x
solar
为风电机组出力；f
solar
为风电机组出力达到x
solar
时的概率；参数α
solar
、β
solar
为正数。
[0038]
步骤4、基于步骤3中不同类型机组的各周出力概率分布曲线，实施卷积操作，生成各周的区域总出力概率曲线，如下：
[0039]fdg
(x
dg
)＝f
wind
(x
wind
)*f
solar
(x
solar
) (7)
[0040]fwhole
(x
whole
)＝f
gen
(x
gen
)*f
dg
(x
dg
) (8)
[0041]
式中，x
dg
为新能源机组出力；f
dg
为区域内新能源出力概率分布曲线；x
whole
为区域总机组出力；f
whole
为区域内总出力概率分布曲线。
[0042]
步骤5、根据峰荷概率分布曲线与区域总出力概率分布曲线，求取两曲线重合区域的联合概率之和，得到当前负荷水平的失负荷期望(lole)：
[0043]
综合步骤2与步骤4的峰荷概率分布曲线与区域总出力概率分布曲线，求取两曲线重合区域的联合概率之和，得到当前负荷水平的lole，如下：
[0044][0045][0046]
式中，lolei为根据各周峰荷概率曲线与区域总出力概率曲线的联合概率之和所得的各周的失负荷期望；lole为一年52周的总失负荷期望。
[0047]
步骤6、调整峰荷概率分布曲线，直至满足可靠性要求，得到满足可靠性要求的峰荷概率曲线：
[0048]
比较步骤5计算所得的lole与步骤1确定的可靠性标准，调整峰荷概率分布曲线，直至满足可靠性标准，得到满足可靠性要求的峰荷概率曲线，如下：
[0049][0050][0051][0052]
式中，δμ
load
为峰荷平均值调整量；x
load’为调整后满足可靠性标准的峰荷值；f
load’为峰荷水平达到x
load’时的概率。
[0053]
步骤7、计算满足可靠性要求的系统装机备用裕度：
[0054]
系统装机备用裕度计算公式如下：
[0055]
irm＝icap/lp-1 (14)
[0056]
式中，irm为系统装机备用裕度；icap为系统装机量；lp为峰荷期望值，等于μ
load
δμ
load
。
[0057]
步骤8、得到预测年满足可靠性要求的系统目标容量需求：
[0058]
基于步骤7所得装机备用裕度，预测规划年的负荷峰值，得到预测年满足可靠性要求的系统目标容量需求，如下：
[0059]
icap'＝lp'
·
(1 irm) (15)
[0060]
式中，lp’为规划年预测的峰荷期望值，icap’为预测年满足系统可靠性要求的目标容量需求。
[0061]
以江苏省为例进行仿真分析，根据历史负荷数据、传统机组出力及新能源出力历史数据，分别生成峰荷概率分布曲线，传统机组及新能源出力概率曲线。将区域各类型机组出力概率曲线进行卷积，得到区域总机组出力概率分布曲线。根据峰荷概率曲线与总可用容量概率曲线的重合部分联合概率之和得到lole。调整峰荷曲线，直至满足0.1天/年的可靠性要求。峰荷概率分布曲线与区域总机组出力概率分布曲线如下图2所示，其中，pv是装设光伏点，wt是装设风机点，系统总装机icap为136530mw，则装机备用裕度irm为(136530/111000-1)*100％＝23％。根据江苏省未来预测交付年的峰值负荷预测为121000mw，则交付年的a省的目标装机量为121000*(1 irm)＝148830mw。
[0062]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0063]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0064]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0065]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0066]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或
其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0067]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。