一种电力系统备用量化评估方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种电力系统备用量化评估方法，更具体涉及一种考虑风电概率因素 的电力系统备用量化评估方法。
【背景技术】：
[0002] 大规模风电场并网发电是规模化开发新能源的重要形式，随着风力发电的规模化 和产业化，并网风力发电技术近年来得到了快速的发展。
[0003] 接入风电的电网受到多种自然因素的影响，具有极强的间歇性和随机波动性，风 速及风功率预测的难度较大，预测精度尚不高。风电的波动性、预测精度和运行方式会影响 电网的安全、经济，涉及电网安全性、环保性、节能性、经济性以及调频、备用安排和调用。因 此需要提供一种在大规模接入风电时，考虑风功率不确定性的备用量化评估方法，以在未 来设置较多备用容量时不会造成浪费，如果备用容量设置不足时可以应对风电波动性，而 最大限度降低系统的运行风险。
【发明内容】
：
[0004] 本发明的目的是提供一种电力系统备用量化评估方法，该方法使得电力系统的风 险值能够控制在合理的范围内，从而保证系统能够安全经济可靠运行。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种电力系统备用量化评估方法，所 述方法考虑了风电概率因素；所述方法包括以下步骤：
[0006] (1)获取风电基础数据；
[0007] (2)确定总风功率预测误差的半不变量；
[0008] (3)获取总风功率预测误差的置信度；
[0009] (4)确定可用发电能力的上限Ptiup和下限Pt, d_ ;
[0010] (5)确定电力系统的上备用和下备用。
[0011] 本发明提供的一种电力系统备用量化评估方法，所述步骤（1)中的基础数据包括 风功率预测值、各风电机组不同时段的风功率预测误差概率密度函数、网供发电功率和常 规机组出力上下限；并通过调度计划应用获得。
[0012] 本发明提供的一种电力系统备用量化评估方法，所述步骤（2)中的半不变量通过 在下式⑴确定：
[0014] 式中，Ku t为在t时刻总风功率预测误差的r阶半不变量，η表示风电机组的总个 数，Ilit是随机变量X lit的r阶半不变量。
[0015] 本发明提供的另一优选的一种电力系统备用量化评估方法，所述随机变量X1, t的 r阶半不变量K1^t通过下式（2)确定：
[0017] 其中，
是第i个风电机组在t时刻的r阶原点矩，r = 1、2……η ;x为随机变量，Xlit表示第i个风电机组在t时刻的概率预测误差；f (Xlit)是Xlit 的概率密度函数；K1^ 11是随机变量\ t的r+Ι阶半不变量；a μ，h t是第i个风电机组在t 时刻的r+Ι阶原点矩；g为r取j的组合；a _Uit是第i个风电机组在t时刻的j阶原点 矩；心j+lilit是随机变量X lit的r-j+Ι阶半不变量。
[0018] 本发明提供的再一优选的一种电力系统备用量化评估方法，所述步骤（3)中的置 信度通过总风功率预测误差的概率分布函数确定。
[0019] 本发明提供的又一优选的一种电力系统备用量化评估方法，所述总风功率预测误 差的概率分布函数通过下式（3)确定：
[0021] 式中，xs,t为总风功率预测误差；F(xs, t)是总风功率预测误差xs,t的概率分布函 数，#(·?、.,）、#(?)分别为标准正态分布的概率密度函数和累积分布函数，^是Xs t的规 格化随机变量，&为r阶规划化后的半不变量，K1^t为总风功率预测误差的r阶半不变量， ".H)为 r 阶 Hermite 多项式。r = 1、2......η。
[0022] 本发明提供的又一优选的一种电力系统备用量化评估方法，所述置信度η t通过 参数设置系统设置总风功率预测误差不同时段的置信度。
[0023] 本发明提供的又一优选的一种电力系统备用量化评估方法，所述步骤（4)中的发 电能力的上限P t,up和下限Pt,^通过下式⑷确定：
[0025] 式中，m表示常规机组的个数，n表示风电机组的个数，？^_1^_分布表示七时 段第i个常规机组的出力上限和下限，表示t时段第i个风电机组的功率预测值，\ up、 xt，d_分别表示总风功率预测误差的上限和下限。
[0026] 本发明提供的又一优选的一种电力系统备用量化评估方法，所述总风功率预测误 差的上限x t,up和下限xt, d_通过下式（5)确定：
[0028] 式中，nt为总风功率预测误差的的置信度，F(xt, d_)为总风功率预测误差的下限 的概率分布函数，F(xt,up)为总风功率预测误差的上限的概率分布函数。
[0029] 本发明提供的又一优选的一种电力系统备用量化评估方法，所述步骤（5)中的上 备用和下备用通过下式（6)确定：
[0031] 式中St,up、St,d_分别表示t时段电力系统的上备用和下备用，P t,w表示t时段的 网供发电功率，Pt,up和P t,d_分别为发电能力的上限和下限。
[0032] 和最接近的现有技术比，本发明提供技术方案具有以下优异效果
[0033] 1、本发明基于半不变量和级数分解，充分量化考虑各风电机组的功率预测误差， 通过控制置信度水平进行风险管理，对各时段备用容量进行量化分析和评估；
[0034] 2、本发明避免了随机变量卷积解析求解计算量大的问题，能对备用容量进行量化 评估；
[0035] 3、本发明使得系统的风险值能够控制在合理的范围内，从而保证系统能够安全经 济可靠运行；
[0036] 4、本发明可以合理设置备用容量，减少浪费备用容量的设置；
[0037] 5、本发明为电网的安全性、环保性、节能性、经济性以及调频、备用安排和调用都 奠定了基础。
【附图说明】
[0038] 图1为本发明方法流程图。
【具体实施方式】
[0039] 下面结合实施例对发明作进一步的详细说明。
[0040] 实施例1 :
[0041] 如图1所示，本例的发明电力系统备用量化评估方法，所述方法考虑了风电概率 因素；所述方法包括以下步骤：
[0042] (1)获取风电基础数据；
[0043] (2)确定总风功率预测误差的半不变量；
[0044] (3)获取总风功率预测误差的的置信度；
[0045] (4)确定可用发电能力的上限Pt,up和下限P t,d_ ;
[0046] (5)确定电力系统的上备用和下备用。
[0047] 所述步骤（1)中的基础数据包括数据包括风功率预测值、各风电机组不同时段的 风功率预测误差概率密度函数、网供发电功率和常规机组出力上下限；并通过调度计划应 用获得。
[0048] 所述步骤（2)中的半不变量通过在下式（1)确定：
[0050] 式中，K1^t为在t时刻总风功率预测误差的r阶半不变量，η表示风电机组的总个 数，I lit是随机变量Xlit的r阶半不变量。
[0051] 所述随机变量Xiit的r阶半不变量KMit通过下式（2)确定：