新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测装置及方法与流程

本发明属于新能源电站集群出力平衡，尤其涉及新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测装置及方法。

背景技术：

1、大力发展新能源是我国实现碳达峰、碳中和、加速能源结构绿色低碳转型的刚性需求与必由之路。但是新能源资源的随机波动性、间歇性，新能源发电并网设备的低抗扰性、弱支撑性客观存在，新能源高比例并网将给电力系统的运行控制带来极大挑战。高比例新能源并网后,电网出力特征将发生改变，输出功率的平衡将不再确定,而是呈现概率化趋势,新能源电站出力的随机性和波动性将给电网出力带来挑战，既而影响碳减排的稳定性。本发明提供一种新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测方法，以满足实际中新能源电站集群碳减排稳定性的需要。鉴于上述背景,对风、光等高比例新能源参与电网出力进行分析具有重要的意义。

2、目前的研究主要集中在新能源电站出力的建模、控制等方面。由于新能源出力的随机性，很多研究方面还不尽完善。关于新能源出力的预测，学者们提出了各种方法来预测新能源电站集群的出力，但是不论使用任何一种预测的方法，都无法避免方法本身的缺点造成的预测数据不准确的问题，无法对新能源电站集群碳减排稳定性能力指数进行预测。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测装置及方法，根据计算结果实时地对新能源电站集群出力进行控制，从而获得新能源电站集群碳减排稳定性能力指数，提升电力系统碳减排的稳定性。

2、新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测装置，包括电源模块j1、模数转换器adc0808、信息处理模块at89c52、电阻r1-r6、按键sw1-sw5、电容c1-c3、晶振模块x1、工作指示灯l1以及显示装置lm016l；

3、其中，所述电源jp中1端接地，2端接vcc；模数转换器adc0808的引脚in0、in1分别接电阻r5、r6；adc0808的引脚d7、d6、d5、d4、d3、d2、d1、d0分别接at89c52芯片的引脚p1.0-p1.7；adc0808的引脚vref(+)接模拟电源电压vcc，adc0808的引脚vref(-)接地；adc0808的引脚adda、addb、addc均与地相连；at89c52芯片的引脚p3.0-p3.7分别与按键sw1、sw2、sw3、sw4、adc0808中引脚start、adc0808中引脚eoc、adc0808中引脚oe、adc0808中引脚clock相连；at89c52芯片的引脚rst与按键sw5一端相连，sw5的另一端接模拟电源电压vcc；at89c52芯片的引脚rst与电阻r4一端相连，r4的另一端接地；at89c52芯片的引脚与模拟电源电压vcc相连；at89c52芯片的引脚xtal1-xtal2与石英晶振振荡回路x1两端相连；at89c52芯片的引脚xtal1、xtal2分别与c2、c1一端相连，c2、c1另一端均接地；at89c52芯片的引脚rst、与c3的两端相连；at89c52芯片的引脚p2.0、p2.1、p2.2分别与显示屏lm016l中的引脚rs、rw、e相连；at89c52芯片的引脚p0.0、p0.1、p0.2、p0.3、p0.4、p0.5、p0.6、p0.7分别于r2上的引脚p3.8、p3.9、p4.0、p4.1、p4.2、p4.3、p4.4、p4.5相连；at89c52芯片的引脚p2.7与l1工作指示灯一端相连，l1另一端与电阻r1一端相连，r1的另一端接模拟电源电压vcc；显示屏lm016l的引脚vss接地；lm016l的引脚vdd接模拟电源vcc；lm016l的引脚vee与电阻r3一端相连，r3的另一端接地；lm016l的引脚d0-d7分别与电阻r2中的引脚p3.8、p3.9、p4.0、p4.1、p4.2、p4.3、p4.4、p4.5相连。

4、新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测方法，基于上述新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测装置实现，具体包括以下步骤：

5、步骤1：建立新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测时间序列：

6、定义如下新能源电站集群碳减排稳定性能力指数fdef：

7、

8、式中，其中n为自然数，th1,th2,...thn为n个固定时间间隔的时刻，为新能源电站集群内光伏发电在thn时刻的总有功出力值；为新能源电站集群内风力发电在thn时刻的总有功出力值；为新能源电站集群接入的电网内火电在thn时刻的总有功出力值；ppv,min为新能源电站集群内光伏发电在n个固定时间间隔的时刻th1,th2,...thn的总有功出力的最小值；pwd,min为新能源电站集群内风力发电在n个固定时间间隔的时刻th1,th2,...thn的总有功出力的最小值；为负荷总有功功率在thn时刻的值；ploadmin为负荷总有功功率在n个固定时间间隔的时刻th1,th2,...thn的最小值；

9、在n个固定时间间隔的时刻th1,th2,...,thcons,...thn，cons为自然数，cons∈{1,2,…,n}，采用新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测装置测量新能源电站集群出力模拟数值数据，测量得到新能源电站集群内光伏发电总有功出力新能源电站集群内光伏发电总无功出力新能源电站集群内风力发电总有功出力新能源电站集群内风力发电总无功出力负荷总有功功率负荷总无功功率和电网频率的测量值时间序列为：

10、

11、步骤2：采用模数转换器adc0808对采集到的模拟数值数据进行处理：

12、

13、其中，分别为新能源电站集群在th1,th2,...,thcons,...,thn这n个时刻测量值的光伏发电总有功出力经模数转换器adc0808处理转换的数字数值、光伏发电总无功出力经模数转换器adc0808处理转换的数字数值、风力发电总有功出力经模数转换器adc0808处理转换的数字数值、风力发电总无功出力经模数转换器adc0808处理转换的数字数值、负荷总有功出力经模数转换器adc0808处理转换的数字数值、负荷总无功出力经模数转换器adc0808处理转换的数字数值、电网频率经模数转换器adc0808处理转换的数字数值；

14、步骤3：通过at89c52芯片计算新能源电站集群碳减排稳定性能力指数fdef在未来下一时刻thn+1的预测值f′def，并在显示模块lm016l显示结果：

15、

16、若根据式(4)计算得到新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测值fd′ef＞0.3，则认为此时新能源电站集群出力波动性较小，此时减碳能力较强，可以在风、光资源允许的条件下提升新能源电站集群出力水平；若计算得到新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测值fd′ef＜0.3，则认为此时新能源电站集群出力波动性较大，新能源电站集群减碳能力较弱，应安排更多的储能容量或火力发电出力以应对新能源电站集群的出力波动，增加新能源电站集群消纳能力，进而提升新能源电站集群碳减排的能力。

17、本发明的有益效果：

18、本发明提供了新能源电站集群碳减排稳定性能力指数预测装置及方法，对新能源电站集群内光伏发电总有功出力、新能源电站集群内光伏发电总无功出力；新能源电站集群内风力发电总有功出力、新能源电站集群内风力发电总无功出力；负荷总有功功率、负荷总无功功率和电网频率进行实时监测，并根据监测参数对新能源电站集群碳减排稳定性能力进行预测计算，根据计算结果实时对新能源电站集群碳减排的稳定性进行有效控制，有助于提高新能源电站集群碳减排的稳定性。