测误差确定：
[0057] 其中ε Urtf为实时负荷预测误差，也是根据基于特性值的截断正态分布随机产生 的，
％表示在每5分钟的运行时间内，包含 前2. 5分钟和后2. 5分钟的线性爬坡，Zg5mil即为未来研究年的实时负荷计划值。
[0058] 上述实时风电计划和实时负荷计划不同，该实时风电计划值等于实际风电在t-8 时刻的值：
[0060] 上述公式中，GVy5^in为未来研究年的实时风电数据，:(?"为实际的风电数据。
[0061] 实际工作中作为AGC辅助服务需求，调频及负荷跟踪容量是需要确定的。而AGC 调节服务的本质则是实现区域控制误差（ACE)的最小化，因此，本发明以ACE最小化为目标 来区分电力市场中的调频服务和负荷跟踪服务两种时间尺度的容量需求，具体通过以下公 式计算：
[0063] 这里的Ia为联络线实际交换功率，I s为联络线计划交换功率，B为电网或控制区 域的频率偏差系数，匕和F s分别为系统的实际频率和计划频率，G 3和L a分别为实际的风电 功率和负荷功率，匕和L 3分别为计划的风电功率和负荷功率。
[0064] 而含风电的发电系统的ACE方程为：
[0067] AG1% AG1分别为基于基点的负荷跟踪单元和调节单元的偏差，AGw为计划的 风力发电的偏差即为风电实时计划预测误差，A Gud为调度过程中发电机的所有偏差，AGud和负荷预测误差一样，都是根据基于截断正态分布的随机数生成器产生。
[0068] 因此，根据上述产生的数据序列及ACE最小化，调频及负荷跟踪容量可转化为下 式得到：
[0071] 负荷跟踪容量是含20分钟爬坡的小时能量计划值（图中red线条所示）与5分 钟计划值（图中Green线条所示）之差，该差值即为图中下部分区域所示。调节容量是实 际的发电需求（图中blue线条所示）与5分钟调度值（图中Green线条所示）之差，该差 值如图IB所示中上部分区域所示。
[0072] 本发明还提供一种系统调频容量分析装置，所述装置包含：负荷预测单元，用于根 据历史负荷数据与年负荷增长因子，获取预测负荷数据；风电预测单元，用于根据风电数据 与年负荷增长因子，获取预测风电数据；处理单元，用于根据所述预测风电数据与所述预测 负荷数据，计算获得预测系统的调频容量。其中所述负荷预测单元及所述风电预测单元可 为能实现上述功能的智能芯片，本发明对此并不做限制；所述处理单元可为一计算机或其 他具有运算能量的芯片或处理器等。
[0073] 通过本发明所提供的系统调频容量分析方法，以现有已知风电参数，能够有效预 测未来含有风电的系统的调频容量，不仅方法简单，而且结构较为精确；实例中，以现有电 网为例进行计算分析，修正后获得未来研究年的负荷、风功率数据，具体请参考图2A至图 2B所示。通过上述公式（11)及上述数据序列，计算得到的未来研究年的有风和无风时上调 和下调的最大调频容量和最大负荷跟踪容量，具体请参考图3A至图4B所示。根据以上数 据还可得到未来研究年有风和无风时调频容量和负荷跟踪容量的分布图，具体请参考图5A 至图6B所示。
[0074] 统计结果表明，有风时上调最大调频容量为830MW，下调最大调频容量为-600MW ; 无风时上调最大调频容量为400MW，下调最大调频容量为-400MW。有风时上调最大负荷跟 踪容量大约为3000MW，下调最大负荷跟踪容量为-3000MW ;无风时的负荷跟踪容量和有风 时相比，变化不大。且从有风时调频需求的正态分布图中还能看出，调频容量几乎99%都在 200MW以内，即它覆盖了电网正常运行情况下99%的负荷波动情况。无风电接入时，调频容 量几乎96%在200MW以内。
[0075] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详 细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保 护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本 发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种系统调频容量分析方法，其特征在于，所述方法包含： 根据历史负荷数据与年负荷增长因子，获取预测负荷数据； 根据风电数据与年负荷增长因子，获取预测风电数据； 根据所述预测风电数据与所述预测负荷数据，计算获得预测系统的调频容量。2. 根据权利要求1所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，所述获取预测负荷数 据包含：通过以下预测负荷公式获取预测负荷数据：上述公式中：A表示年负荷增长因子，为当前年的负荷数据，分辨率为15分钟； ￡f为未来第i年的负荷。3. 根据权利要求1所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，所述获取预测风电数 据包含：通过以下预测风电公式获取预测风电数据：上述公式中：A表示年负荷增长因子，Gn为当前的风电数据，Ob+1为未来第i年的 a s： 风电。4. 根据权利要求1所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，所述根据所述预测风 电数据与所述预测负荷数据，计算获得预测系统的调频容量包含： 根据所述历史负荷数据与所述预测负荷数据，计算获得时前负荷计划与实时负荷计 划； 根据所述风电数据和所述预测风电数据，计算获得时前风电计划和实时风电计划； 根据所述时前负荷计划、实时负荷计划、时前风电计划和实时风电计划，计算获得预测 系统的调频容量。5. 根据权利要求4所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，根据所述历史负荷数 据与所述预测负荷数据，计算获得时前负荷计划包含： 根据以下公式计算时前负荷计划：上述公式中，euha为时前负荷预测误差，根据基于特性值的截断正态分布随机产生9?表示在每小时的运行时间内的线性爬 坡，即为未来研究年的时前负荷计划值。6. 根据权利要求4所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，根据所述历史负荷数 据与所述预测负荷数据，计算获得实时负荷计划包含： 根据以下公式计算实时负荷计划：上述公式中，为实时负荷预测误差，也是根据基于特性值的截断正态分布随机产/凡表示在每5分钟的运行时间内的线?： 性爬坡，I^5mm即为未来研究年的实时负荷计划值。7. 根据权利要求4所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，根据所述风电数据和 所述预测风电数据，计算获得时前风电计划包含： 根据以下公式计算时前风电计划：上述公式中，e为时前风电预测误差，根据基于特性值的截断正态分布随机产生，S;CAP一表示未来研究年的风电装机容量；丨即为未来研究年的 时前风电计划值。8. 根据权利要求4所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，根据所述风电数据和 所述预测风电数据，计算获得实时风电计划包含： 根据以下公式计算实时风电计划：上述公式中，为未来研究年的实时风电数据，为实际的风电数据。9. 根据权利要求4所述的系统调频容量分析方法，其特征在于，所述根据所述时前负 荷计划、实时负荷计划、时前风电计划和实时风电计划，计算获得预测系统的调频容量包 含，上述公式中，Af即为调频的需求量，AGlf为负荷跟踪的需求量，4和GJ'1分别表示预 测出的未来年的实际负荷和风电数据，和分别表示预测出的未来年的实时负 荷数据和实时风电数据，和K1,丄,分别表示预测出的未来年的时前负荷数据和时前风 电数据。10. -种系统调频容量分析装置，其特征在于，所述装置包含： 负荷预测单元，用于根据历史负荷数据与年负荷增长因子，获取预测负荷数据； 风电预测单元，用于根据风电数据与年负荷增长因子，获取预测风电数据； 处理单元，用于根据所述预测风电数据与所述预测负荷数据，计算获得预测系统的调 频容量。
【专利摘要】本发明提供了一种系统调频容量分析方法及装置，所述方法包含：根据历史负荷数据与年负荷增长因子，获取预测负荷数据；根据风电数据与年负荷增长因子，获取预测风电数据；根据所述预测风电数据与所述预测负荷数据，计算获得预测系统的调频容量。通过本发明所提供的系统调频容量分析方法，以现有已知的风电参数，能够有效预测未来含有风电的系统的调频容量。
【IPC分类】G06Q50/06, H02J3/24, G06Q10/04
【公开号】CN105226678
【申请号】CN201510601793
【发明人】吕健钫, 吴林林, 崔正湃, 王靖然, 刘晓鹏, 刘辉
【申请人】华北电力科学研究院有限责任公司, 国网冀北电力有限公司电力科学研究院, 国家电网公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月21日