有效
一种风电模拟弃风序列的确定方法和装置
刘纯、戚永志、王伟胜、黄越辉、王跃峰、张楠、礼晓飞
中国电力科学研究院有限公司
摘要
本发明提供了一种风电模拟弃风序列的确定方法和装置,先获取电力系统的运行数据,然后将运行数据输入预先构建的新能源时序生产模型,得到风电模拟弃风序列;其中的新能源时序生产模型根据风电实际弃风序列构建。本发明给出了包括弃风时段分布、弃风持续时间和弃风持续电量的风电弃风序列特性的评价指标,为风电模拟弃风序列的确定提供途径;本发明最终实现风电模拟弃风序列的确定,分析未来规划水平年下高比例风电弃风特性,进一步分析弃风限电原因和解决弃风限电问题提供基础。
1.一种风电模拟弃风序列的确定方法,其特征在于,包括:获取电力系统的运行数据;将所述运行数据输入预先构建的新能源时序生产模型,得到风电模拟弃风序列;所述新能源时序生产模型基于设定的风电弃风序列评价指标体系和风电实际弃风序列构建;所述新能源时序生产模型的构建包括:获取历史风电理论功率序列和风电实际出力序列;将风电理论功率序列和风电实际出力序列做差,得到风电实际弃风序列;基于预先设定的风电弃风序列评价指标体系,得到风电实际弃风序列各项评价指标值;基于预先设定的火电机组模型、水电机组模型、抽水蓄能电站模型、负荷模型、电网结构模型和风电理论功率序列模型,仿真得到风电模拟弃风序列;基于所述风电弃风序列评价指标体系,得到风电模拟弃风序列各项评价指标值;对比风电实际弃风序列和风电模拟弃风序列各项评价指标的差异,若相同,提高风电装机占比,并根据预先构建的新能源时序生产模型确定提高装机占比后的风电模拟弃风序列;否则调整所述运行数据,继续仿真得到风电模拟弃风序列,并计算风电模拟弃风序列各项评价指标值,直到风电实际弃风序列和风电模拟弃风序列各项评价指标值相同;所述风电实际弃风序列的评价指标包括风电实际弃风时段分布、风电实际弃风持续时间和风电实际弃风持续电量;按下式计算所述风电实际弃风时段分布:f pt (t)=N pt (t)/N其中,f pt (t)表示t时刻的风电实际弃风时段分布,N pt (t)表示t时刻出现风电实际弃风功率的频次,N表示风电实际弃风功率出现的总频次;按下式计算所述风电实际弃风持续时间:T last =max{k}P c (t)×P c (t+1)×……×P c (t+k-1)≠0&P c (t)×P c (t-1)=0其中,T last 表示风电实际弃风持续时间,P c (t)表示t时刻的风电实际弃风功率,P c (t+1)表示t+1时刻的风电实际弃风功率,P c (t-1)表示t-1时刻的风电实际弃风功率,P c (t+k-1)表示t+k-1时刻的风电实际弃风功率,k表示风电实际弃风持续时间的取值;按下式计算所述风电实际弃风持续电量:其中,E c (t)表示t时刻的风电实际弃风持续电量,P c (t+i-1)表示t+i-1时刻的风电实际弃风功率,ΔT表示时间间隔;所述风电模拟弃风序列的评价指标包括风电模拟弃风时段分布、风电模拟弃风持续时间和风电模拟弃风持续电量;按下式计算所述风电模拟弃风时段分布:f′ pt (t)=N′ pt (t)/N′其中,f′ pt (t)表示t时刻的风电模拟弃风时段分布,N′ pt (t)表示t时刻出现风电模拟弃风功率的频次,N′表示风电模拟弃风功率出现的总频次;按下式计算所述风电模拟弃风持续时间:T′ last =max{k′}P′ c (t)×P′ c (t+1)×……×P′ c (t+k-1)≠0&P′ c (t)×P′ c (t-1)=0其中,T′ last 表示风电模拟弃风持续时间,P′ c (t)表示t时刻的风电模拟弃风功率,P′ c (t+1)表示t+1时刻的风电模拟弃风功率,P′ c (t-1)表示t-1时刻的风电模拟弃风功率,P′ c (t+k-1)表示t+k-1时刻的风电模拟弃风功率,k′表示风电模拟弃风持续时间的取值;按下式计算所述风电模拟弃风持续电量:其中,E c ′(t)表示t时刻的风电模拟弃风持续电量,P c ′(t+i-1)表示t+i-1时刻的风电实际弃风功率,ΔT表示时间间隔。
2.根据权利要求1所述的风电模拟弃风序列的确定方法,其特征在于,所述获取风电理论功率序列和风电实际出力序列,包括:采集风电场的测风数据,并根据测风数据,基于样板机法、理论功率外推法或机舱风速法计算风电场不同时刻的理论功率,形成风电理论功率序列;采集风电场不同时刻的实际出力,形成风电实际出力序列。
3.根据权利要求1所述的风电模拟弃风序列的确定方法,其特征在于,所述电力系统的运行数据的获取,包括:获取火电机组运行数据、水电机组运行数据、抽水蓄能电站运行数据、负荷数据和电网结构数据。
4.一种风电模拟弃风序列的确定装置,其特征在于,包括:获取模块,用于获取电力系统的运行数据;仿真模块,用于将所述运行数据输入预先构建的新能源时序生产模型,得到风电模拟弃风序列;所述新能源时序生产模型基于设定的风电弃风序列评价指标体系和风电实际弃风序列构建;所述装置还包括建模模块,所述建模模块包括:获取单元,用于获取历史风电理论功率序列和风电实际出力序列;风电实际弃风序列确定单元,用于将风电理论功率序列和风电实际出力序列做差,得到风电实际弃风序列;风电实际弃风序列评价指标值确定单元,用于基于预先设定的风电弃风序列评价指标体系,得到风电实际弃风序列各项评价指标值;风电模拟弃风序列确定单元,用于基于预先设定的火电机组模型、水电机组模型、抽水蓄能电站模型、负荷模型、电网结构模型和风电理论功率序列模型,仿真得到风电模拟弃风序列;风电模拟弃风序列评价指标值确定单元,用于基于所述风电弃风序列评价指标体系,得到风电模拟弃风序列各项评价指标值;对比单元,用于对比风电实际弃风序列和风电模拟弃风序列各项评价指标的差异,若相同,提高风电装机占比,并根据预先构建的新能源时序生产模型确定提高装机占比后的风电模拟弃风序列;否则调整所述运行数据,继续仿真得到风电模拟弃风序列,并计算风电模拟弃风序列各项评价指标值,直到风电实际弃风序列和风电模拟弃风序列各项评价指标值相同。
5.根据权利要求4所述的风电模拟弃风序列的确定装置,其特征在于,所述获取单元包括:风电理论功率序列确定单元,用于采集风电场的测风数据,并根据测风数据,基于样板机法、理论功率外推法或机舱风速法计算风电场不同时刻的理论功率,形成风电理论功率序列;风电实际出力序列确定单元,用于采集风电场不同时刻的实际出力,形成风电实际出力序列。
6.根据权利要求4所述的风电模拟弃风序列的确定装置,其特征在于,所述获取模块具体用于:获取火电机组运行数据、水电机组运行数据、抽水蓄能电站运行数据、负荷数据和电网结构数据。
7.根据权利要求4所述的风电模拟弃风序列的确定装置,其特征在于,所述风电实际弃风序列评价指标值确定单元具体用于:计算风电实际弃风序列的评价指标,风电实际弃风序列的评价指标包括风电实际弃风时段分布、风电实际弃风持续时间和风电实际弃风持续电量。
8.根据权利要求7所述的风电模拟弃风序列的确定装置,其特征在于,所述风电实际弃风时段分布按下式计算:f pt (t)=N pt (t)/N其中,f pt (t)表示t时刻的风电实际弃风时段分布,N pt (t)表示t时刻出现风电实际弃风功率的频次,N表示风电实际弃风功率出现的总频次;所述风电实际弃风持续时间按下式计算:T last =max{k}P c (t)×P c (t+1)×……×P c (t+k-1)≠0&P c (t)×P c (t-1)=0其中,T last 表示风电实际弃风持续时间,P c (t)表示t时刻的风电实际弃风功率,P c (t+1)表示t+1时刻的风电实际弃风功率,P c (t-1)表示t-1时刻的风电实际弃风功率,P c (t+k-1)表示t+k-1时刻的风电实际弃风功率,k表示风电实际弃风持续时间的取值;所述风电实际弃风持续电量按下式计算:其中,E c (t)表示t时刻的风电实际弃风持续电量,P c (t+i-1)表示t+i-1时刻的风电实际弃风功率,ΔT表示时间间隔。
9.根据权利要求4所述的风电模拟弃风序列的确定装置,其特征在于,所述风电模拟弃风序列评价指标值确定单元具体用于:计算风电模拟弃风序列的评价指标,所述风电模拟弃风序列的评价指标包括风电模拟弃风时段分布、风电模拟弃风持续时间和风电模拟弃风持续电量。
10.根据权利要求9所述的风电模拟弃风序列的确定装置,其特征在于,所述风电模拟弃风时段分布按下式计算:f′ pt (t)=N′ pt (t)/N′其中,f′ pt (t)表示t时刻的风电模拟弃风时段分布,N′ pt (t)表示t时刻出现风电模拟弃风功率的频次,N′表示风电模拟弃风功率出现的总频次;所述风电模拟弃风持续时间按下式计算:T′ last =max{k′}P′ c (t)×P′ c (t+1)×……×P′ c (t+k-1)≠0&P′ c (t)×P′ c (t-1)=0其中,T′ last 表示风电模拟弃风持续时间,P′ c (t)表示t时刻的风电模拟弃风功率,P′ c (t+1)表示t+1时刻的风电模拟弃风功率,P′ c (t-1)表示t-1时刻的风电模拟弃风功率,P′ c (t+k-1)表示t+k-1时刻的风电模拟弃风功率,k′表示风电模拟弃风持续时间的取值;所述风电模拟弃风持续电量按下式计算:其中,E c ′(t)表示t时刻的风电模拟弃风持续电量,P c ′(t+i-1)表示t+i-1时刻的风电实际弃风功率,ΔT表示时间间隔。



