一种基于时序模拟的通道定容控制方法及系统与流程

本技术涉及电力系统分析电网规划领域，具体的涉及一种基于时序模拟的通道定容控制方法和系统。

背景技术：

1、在我国在碳达峰、碳中和目标背景下，风电、光伏发电装机将快速增长，并网消纳成为越来越重要的条件。如果忽视电力系统对大规模高比例新能源接网和消纳的适应性不足等制约因素，那么新能源的开发利用还有可能重演大规模弃风弃电的困境。因此，我国新能源发展面临着既要大规模开发、又要高水平消纳、更要保障电力安全可靠供应等多重挑战。

2、目前广泛用于全年电力电量平衡分析的时序生产模拟是一种通过模拟系统小时源-荷平衡以达到长时间周期联合优化运行的分析方法，常用于新能源系统规划及其消纳评估，其相较于传统基于典型日或以月(周、旬)为时间单位的优化方法，更能体现实际电网的连续运行特性，提供更具参考性的长时间功率变化精细模拟，但仍不能很好的满足现有新能源系统规划的要求。

3、依照传统规划模型在电网系统对带规划通道的定容控制结果输出，通常仅以最小经济成本为目标函数，优化目标单一，且由于新能源具有较强的不确定性和季节差异性，若只简单采用典型场景下计算的方式，难以充分估计系统的新能源消纳水平。因此优化目标单一、运用场景不充分、时序模拟精度仍然不够精确的问题，将导致新能源电网规划系统对待规划通道定容控制的可靠性不高。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题在于，电网系统采用传统模型对待规划通道定容控制的优化目标单一、运用场景单一和时序模拟精度不高，导致的新能源通道定容控制的可靠性低的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提出一种基于时序模拟的通道定容控制方法，包括：响应用户输入的多个优化目标，根据所述的多个优化目标、电网待规划系统预设的待规划通道运行参数和运行约束条件，构建各优化目标的规划优化模型，根据所述规划优化模型，计算出各优化目标对应的优化变量；

3、获取电网待规划系统的通道负载率，所述通道负载率与所述各优化目标对应的优化变量相结合，构建出各优化目标对应的时序模拟模型；

4、获取电网待规划系统的基础数据和未来天气数，并对所述各优化目标对应的时序模拟模型进行全年分钟级时序模拟运算，根据通道定容调整方案迭代更新所述待规划通道在当前时刻的通道容量，直到时序模拟模型中的弃电率和通道负载率满足预设条件，输出优化迭代后的最优通道容量；其中，每次迭代时，根据当前迭代时刻的通道容量，计算获得当前迭代时刻的弃电率和通道负载率；

5、响应用户输入的需求，输出根据所述各优化目标计算出的所述最优通道容量；

6、将所述最优通道容量与对应的边界条件和对应的优化目标进行分类处理，并接入深度学习接口对电网待规划系统的通道定容操作进行控制。

7、本发明通过规划优化模型梳理优化参数，可以对多个优化目标同时进行规划模型构建，进而采用全年分钟级时序生产模拟方法，开展集中式新能源送出消纳的全时段时序模拟，根据模拟结果评判新能源消纳效果(弃电率)和通道负载率情况，迭代优化外送通道容量，而且，通过加入未来天气数据和进行全年的时序模拟，能够使得定容辅助决策运用于更多的场景和全季节，减少了通道建设决策设备的建设成本，仅使用一台设备即可解决各类场景的通道定容情况，综上所述，本发明解决了传统规划模型在电网系统对待规划通道定容控制的优化目标单一、运用场景单一和时序模拟精度不高的问题，利用全年时序生产模拟方法，对多个优化目标进行规划模型构建，提高了电网系统在对待规划通道定容控制的可靠性。

8、进一步的，所述获取电网待规划系统的基础数据和未来天气数，并对所述各优化目标对应的时序模拟模型进行全年分钟级时序模拟运算，根据通道定容调整方案迭代更新所述待规划通道在当前时刻的通道容量，直到时序模拟模型中的弃电率和通道负载率满足预设条件，输出优化迭代后的最优通道容量，具体为：

9、根据所述电网待规划系统的基础数据、未来天气数、电网待规划系统预设的待规划通道运行参数和运行约束条件，构建分钟级全年时序模型，计算出全年新能源出力曲线；

10、根据所述全年新能源出力曲线对应输出全年机组开机方式安排；

11、根据所述全年新能源出力曲线和全年机组开机方式安排，计算得到弃电率限值和通道负载率最大限值和最小限值，并输出至时序模拟模型中；

12、读取输入的初始通道容量值，求解时序模拟模型中的弃电率和通道负载率，根据通道定容调整方案迭代更新通道容量直至输出优化迭代后的最优通道容量。

13、进一步的，所述读取输入的初始通道容量值，求解时序模拟模型中的弃电率和通道负载率，根据通道定容调整方案迭代更新通道容量直至输出优化迭代后的最优通道容量，具体为：

14、读取输入初始通道容量值；

15、根据输入初始通道容量值，并读取各时序模拟模型中计算得到的所述弃电率和所述通道负载率，分别判断所述弃电率和所述通道负载率与所述弃电率限值和通道负载率最大限值、最小限值的大小关系，提供通道定容调整方案；

16、根据所述通道定容调整方案不断迭代通道容量值，直至输出优化迭代后的最优通道容量。

17、进一步的，所述分别判断所述弃电率和所述通道负载率与所述弃电率限值和通道负载率最大限值、最小限值的大小关系，提供通道定容调整方案，具体为：

18、若判断所述弃电率确定未超出所述弃电率限值且通道负载率处于所述通道负载率最大限值和最小限值范围内，输出第一调整方案，所述第一调整方案为输出满足条件的所有第一初始通道容量值，再筛选并输出所述所有第一初始通道容量值中的最小值作为优化迭代后的最优通道容量；

19、若判断所述弃电率确定未超出所述弃电率限值，通道负载率小于所述通道负载率限值的最小限值，输出第二调整方案，所述第二调整方案为通道容量减小；

20、若判断所述弃电率确定未超出所述弃电率限值，通道负载率大于所述通道负载率限值的最大值，输出第三调整方案，所述第三调整方案为通道容量增大。

21、进一步的，所述分别判断所述弃电率和所述通道负载率与所述弃电率限值和通道负载率最大限值、最小限值的大小关系，提供通道定容调整方案，还包括：

22、当输出第二调整方案或第三调整方案时，更新迭代当前时刻所述初始通道容量值，并根据当前时刻所述初始通道容量值所述计算当前迭代时刻所述弃电率和所述通道负载率，分别判断所述弃电率和所述通道负载率的大小关系，再次提供外送通道容量调整方案；

23、等待所有所述时序模拟模型都以所述第一调整方案输出优化迭代后的最优通道容量。

24、进一步的，所述响应用户输入的多个优化目标，根据所述的多个优化目标、电网待规划系统预设的待规划通道运行参数和运行约束条件，构建各优化目标的规划优化模型，根据所述规划优化模型，计算出各优化目标对应的优化变量，具体为：

25、响应用户输入的多个优化目标，将所述多个目标结合电网待规划系统预设的待规划通道运行参数和运行约束条件，构建各优化目标对应的在所述运行约束条件内，所述电网待规划系统预设的待规划通道运行参数最小的规划优化模型；

26、根据所述规划优化模型，计算得出各优化目标的规划优化模型对应的优化变量。

27、进一步的，所述响应用户输入的多个优化目标，根据所述的多个优化目标、电网待规划系统预设的待规划通道运行参数和运行约束条件，构建各优化目标的规划优化模型，根据所述规划优化模型，还包括：

28、所述电网待规划系统预设的待规划通道运行参数包括：年弃电成本、通道年成本、通道年损耗成本；

29、读取待规划通道的热稳约束功率、集中送出近区的暂稳约束功率、场站自身的稳定约束功率和电网总体平衡约束功率中的最小值，进行年时间尺度积分，计算得出年消纳电量；

30、根据年发电量和所述年消纳电量结合单位弃电成本计算得到目标限值以内的弃电成本，其中，对超过弃电率目标限值部分的弃电量加入惩罚系数；

31、根据弃电率在所述目标限值以内的弃电成本和所述超过目标限值的弃电成本两部分计算得出年弃电成本；

32、将年弃电成本、通道年成本、通道年损耗成本结合运行约束条件，构建出各优化目标对应的在所述运行约束条件内，所述年弃电成本、通道年成本、通道年损耗成本最小的规划优化模型。

33、进一步的，所述获取电网待规划系统的通道负载率，所述通道负载率与所述各优化目标对应的优化变量相结合，构建出各优化目标对应的时序模拟模型，具体为：

34、根据由所述规划优化模型计算得到的所述各优化目标对应的优化变量，分别与通道负载率进行结合，构建对应的多个由所述规划优化模型约束的弃电率和通道负载率结合而成的各优化目标对应的时序模拟模型。

35、进一步的，所述将所述最优通道容量与对应的边界条件和对应的优化目标进行分类处理，并接入深度学习接口对电网待规划系统的通道定容操作进行控制，具体为：

36、将计算得到所述最优通道容量所对应的边界条件和对应的优化目标进行分类匹配，接入深度学习接口，将分类匹配结果输出并存储，并在电网待规划系统响应输入的优化目标时，控制输出相对应的所述通道定容的最优通道容量。

37、本发明还提出了一种基于时序模拟的通道定容控制系统，包括：规划优化模型开发模块、时序模拟模型开发模块、时序模拟运算模块和结果输出模块；

38、所述优化模型开发模块用于响应用户输入的多个优化目标，根据所述的多个优化目标、电网待规划系统预设的待规划通道运行参数和运行约束条件，构建各优化目标的规划优化模型，根据所述规划优化模型，计算出各优化目标对应的优化变量；

39、所述时序模拟模型开发模块用于获取电网待规划系统的通道负载率，所述通道负载率与所述各优化目标对应的优化变量相结合，构建出各优化目标对应的时序模拟模型；

40、所述时序模拟运算模块用于获取电网待规划系统的基础数据和未来天气数，并对所述各优化目标对应的时序模拟模型进行全年分钟级时序模拟运算，根据通道定容调整方案迭代更新所述待规划通道在当前时刻的通道容量，直到时序模拟模型中的弃电率和通道负载率满足预设条件，输出优化迭代后的最优通道容量；

41、所述结果输出模块用于响应用户输入的需求，输出根据所述各优化目标计算出的所述最优通道容量，再将所述最优通道容量与对应的边界条件和对应的优化目标进行分类处理，并接入深度学习接口对电网待规划系统的通道定容操作进行控制。

42、本发明所提出的一种基于时序模拟的通道定容控制系统，可对多个优化目标进行规划优化模型和时序模拟模型的构建，摒除了优化目标单一性的缺陷，结合了规划优化模型与时序模拟模型综合消纳算法，多优化方向的时序模拟模型，可以在时序模拟算法中针对不同的优化目标进行对应的模拟计算，并适时调整参数变量，算法使用多样且灵活可满足用户需求；采用全年分钟级时序模拟运算充分考虑新能源较强的不确定性和季节差异性，可以提供更具参考性的长时间功率变化精细模拟，计算不同边界条件下的优化结果，模拟运行不同优化方向下的应用场景；还可以接入深度学习模块，根据经过了规划优化模型和时序模拟方案的运行模拟结果，可以分类处理出对应优化目标的调整方案，还可以为规划新能源送出通道定容的控制进行辅助决策输出，在此基础上，本发明还可以对算法进行封装，且数据存储与封装模块含接口可接入深度学习算法进行结果分类与梳理，可以针对不同优化目标的定容建议，从而实现对待规划电网系统通道定容进行控制。