一种风光发电系数确定方法、系统、电子设备及存储介质

本发明涉及风光发电，特别是涉及一种风光发电系数确定方法、系统、电子设备及存储介质。

背景技术：

1、随着能源结构的不断转变，新能源机组在电力系统中的占比逐渐增多，如何选定更加适合建设风力和光伏发电机组的地区，并精确地测算该地区所建设机组的发电系数，成为了当前新能源机组建设亟待解决的问题。然而当前对指定地区风光系数的测算结果准确度很差，不能为新能源机组的建设提供可靠的参考：一方面，用于计算风光机组建设系数的基础数据空间粒度上较为粗糙且存在畸变问题，难以满足场站建设的精度要求；另一方面，实际测算过程所用基础数据时间跨度小、涉及种类较少，使得结果存在短时性与不确定性，不能满足机组寿命周期和电力系统未来长时间尺度规划的需求；再一方面，对于风光机组的系数测算过程中尚未考虑到并网线路的建设系数和损耗，无法切合实际电力系统的网架结构和规划方案。

2、针对电力系统风光发电系数测算的问题，现有技术包括：(1)采用中尺度天气研究与预测模型(weather research&forecasting model，wrf)，对划分后的栅格通过数据嵌套实现数百至数千空间尺度的覆盖，使用数值模拟计算获得全球范围的风能及光伏资源和发电效率图谱，栅格的分辨率为9km×9km；不足之处在于嵌套的数据来源不一，投影到同一空间上存在位置偏差且空间分辨率较差。(2)利用卫星遥感技术结合地面观测数据，建立包含一系列高分辨率气象要素的风能、太阳能资源数据库，具有高时空间分辨率、高品质地面测量的优点；该技术的缺点在于计算时间过长，对于大范围的风光资源测算存在投影畸变的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种风光发电系数确定方法、系统、电子设备及存储介质，提高了风光发电系数的测算精度和速度。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案。

3、一种风光发电系数确定方法，包括：从目标省份中所有小栅格对应的时序数据表格确定对应小栅格的多源时序数据；所述多源时序数据包括：高程数据、地表覆盖数据和时序气象数据；所述时序气象数据包括：时序降水、时序温度、时序风速、时序大气压强、时序水汽压强和时序光照辐射功率；任一时序数据表格均是通过依次对小栅格进行逆投影索引和多源时序数据获取建立的；所述小栅格是对小栅格所在省份进行省级分带投影确定的。

4、基于所有所述小栅格的高程数据和地表覆盖数据，确定所述目标省份的目标栅格。

5、将所述目标省份的已建设网架结构经过的小栅格确定为初始栅格。

6、确定各所述目标栅格与对应的泰森多边形的中心点的距离为对应的建设的线路长度。

7、基于所有目标栅格的线路长度、线路的单位长度建设系数、线路的容量上限以及所有风光机组的容量系数和使用年限，计算所述目标省份的线路的单位容量建设系数。

8、基于所有风光机组的平均发电系数确定所述目标省份的平均发电线路损耗。

9、分别确定与各目标栅格对应同一个泰森多边形的初始栅格为故障判断栅格。

10、基于各所述故障判断栅格的时序气象数据确定对应的目标栅格中的输电线路上的风光机组的时序的故障停运状态；所述风光机组包括：风电机组和光伏机组，所述故障停运状态为停运或正常运行。

11、基于各所述风光机组的时序的故障停运状态和额定功率确定对应风光机组的时序平均容量系数。

12、基于各所述风光机组的时序平均容量系数确定对应风光机组的年平均发电系数，从而确定所述目标省份的年平均发电系数。

13、根据所述线路的单位容量建设系数、所述平均发电线路损耗和所述年平均发电系数确定所述目标省份的风光发电系数。

14、可选地，小栅格的划分过程，包括：基于预设投影方式对各省份进行省级分带投影，得到对应的多个投影后的大栅格；所述预设投影方式包括：墨卡托投影方式、高斯-克吕格分带投影方式和通用横轴墨卡托分带投影方式。

15、对各投影后的大栅格进行划分，得到多个小栅格。

16、可选地，时序数据表格的建立过程，包括：对所有所述小栅格进行空间坐标系索引的赋值，从而得到一个空间坐标系索引表格；所述空间坐标系索引表格中的一个单元格对应一个所述小栅格；所述小栅格的空间坐标系索引值为对应的单元格的行列数。

17、分别根据各所述小栅格所在的经度带对对应小栅格的空间坐标系索引值进行逆投影，得到空间坐标系和投影坐标系的对应关系。

18、对于任一省份中的任一当前小栅格：根据所述当前小栅格的空间坐标系和投影坐标系的对应关系，确定逆投影索引矩阵。通过所述逆投影索引矩阵确定所述当前小栅格所在的经纬度。获取所述经纬度的多源时序数据，将所述多源时序数据进行存储，得到所述当前小栅格的时序数据表格。

19、可选地，当预设投影方式为墨卡托投影方式时，基于预设投影方式对任一当前省份进行省级分带投影，得到对应的多个投影后的大栅格，包括：根据所述当前省份的经度范围和墨卡托投影分度带，确定所述当前省份包含的分度带数量。

20、当所述当前省份包含的分度带数量大于2时，所述当前省份完整横跨两个经度带，以经度带为界限将所述当前省份划分为不同区域，根据各区域所在的墨卡托投影分度带进行投影。

21、当所述当前省份包含的分度带数量小于3时，所述当前省份完整横跨一个经度带或完全属于一个经度带，根据所述当前省份所在的经度带进行投影。

22、可选地，基于所有所述小栅格的高程数据和地表覆盖数据，确定所述目标省份的目标栅格，包括：对于任一当前小栅格：基于所述当前小栅格的高程数据和地表覆盖数据，判断所述当前小栅格是否符合风光机组的建设条件。

23、将符合风光机组的建设条件的各小栅格均确定为目标栅格。

24、可选地，基于所述目标省份的经纬度边界区域和所述已建设网架结构，生成多个泰森多边形，包括：将所述目标省份的经纬度边界区域内的已建设网架结构上的母线并网点和变电站的位置坐标均确定为中心点。

25、基于各所述中心点和所述目标省份的经纬度边界区域，生成多个所述泰森多边形。

26、一种风光发电系数确定系统，包括：多源时序数据确定模块，用于从目标省份中所有小栅格对应的时序数据表格确定对应小栅格的多源时序数据；所述多源时序数据包括：高程数据、地表覆盖数据和时序气象数据；所述时序气象数据包括：时序降水、时序温度、时序风速、时序大气压强、时序水汽压强和时序光照辐射功率；任一时序数据表格均是通过依次对小栅格进行逆投影索引和多源时序数据获取建立的；所述小栅格是对小栅格所在省份进行省级分带投影确定的。

27、目标栅格确定模块，用于基于所有所述小栅格的高程数据和地表覆盖数据，确定所述目标省份的目标栅格。

28、初始栅格确定模块，用于将所述目标省份的已建设网架结构经过的小栅格确定为初始栅格。

29、泰森多边形生成模块，用于基于所述目标省份的经纬度边界区域和所述已建设网架结构，生成多个泰森多边形。

30、线路长度确定模块，用于确定各所述目标栅格与对应的泰森多边形的中心点的距离为对应的建设的线路长度。

31、单位容量建设系数计算模块，用于基于所有目标栅格的线路长度、线路的单位长度建设系数、线路的容量上限以及所有风光机组的容量系数和使用年限，计算所述目标省份的线路的单位容量建设系数。

32、平均发电线路损耗计算模块，用于基于所有风光机组的平均发电系数确定所述目标省份的平均发电线路损耗。

33、故障判断栅格确定模块，用于分别确定与各目标栅格对应同一个泰森多边形的初始栅格为故障判断栅格。

34、故障停运状态确定模块，用于基于各所述故障判断栅格的时序气象数据确定对应的目标栅格中的输电线路上的风光机组的时序的故障停运状态；所述风光机组包括：风电机组和光伏机组，所述故障停运状态为停运或正常运行。

35、时序平均容量系数确定模块，用于基于各所述风光机组的时序的故障停运状态和额定功率确定对应风光机组的时序平均容量系数。

36、年平均发电系数确定模块，用于基于各所述风光机组的时序平均容量系数确定对应风光机组的年平均发电系数，从而确定所述目标省份的年平均发电系数。

37、风光发电系数确定模块，用于根据所述线路的单位容量建设系数、所述平均发电线路损耗和所述年平均发电系数确定所述目标省份的风光发电系数。

38、一种电子设备，包括：一个或多个处理器。

39、存储装置，其上存储有一个或多个程序。

40、当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述所述的风光发电系数确定方法。

41、一种存储介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述所述的风光发电系数确定方法。

42、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开了一种风光发电系数确定方法、系统、电子设备及存储介质，通过墨卡托分带投影技术，解决了大范围的气象和地理数据进行投影时存在的畸变问题；通过建立逆投影索引矩阵，解决了对栅格进行多源时序数据重采样时存在的位置偏移问题，结合栅格时序气象数据和输电线路，提出考虑线路覆冰的风光机组故障状态判别方法，提高了风光建设发电系数的测算精度和速度。