[发明专利]一种确定光伏发电容量可信度的方法

说明书

技术领域

本发明属于含光伏电站的发电系统可靠性计算方法技术领域，具体涉及计及光伏出力与负荷相关性的光伏发电容量可信度计算方法。

背景技术

太阳能因资源丰富、永不枯竭、清洁安全成为可再生能源发电方式的代表。在中国，大规模并网光伏发电已由规划变为现实。2011年10月，青海格尔木200MW并网光伏电站已进入并网调试及试运行期。截止2010你那，我国光伏发电累计装机容量已经达到893MW。预计到2020年光伏装机容量将达到20GW。光伏发电将成为重要的替代能源。

光伏发电具有随机性、间歇性和周期性的特点，被视为一种不可靠性的发电形式，只提供电量价值，不提供容量价值。与其他能源相比，光伏发电出力更具规律性。太阳能辐射和负荷均随季节和昼夜交替而变化，光伏出力与负荷表现出更强的相关性，多数情况下能发挥削峰作用。和常规发电方式相比，光伏发电只是在出力可用率方面有数量上的差异，而没有本质上的区别。因此，需要迫切对光伏发电的容量价值进行研究。

和风电不同，光伏发电具有非常明显的昼夜特性，整个黑夜期间光伏发电出力为零。换言之，夜晚光伏电站对系统可靠性没有贡献。而白天的负荷一般高于夜晚，因此有必要针对白天时段的光伏发电容量可信度进行研究。

发电容量可信度是指电源可以被信任的容量。目前，对新增电源容量可信度(Capacity Credit)的理解方式主要有两类:1)从负荷侧考虑:保持给定系统可靠性水平，新增电源能够额外承担的负荷量，即有效载荷能力(Effective Load Carry Capability，ELCC);2)从发电侧考虑:同等可靠性水平下，新增电源能够替代的常规机组容量。

大规模光伏电站并网是最近几年才发展起来的新形式，国内对光伏发电容量可信度的研究较少。国外从上世纪80年代就开始关注光伏发电容量可信度，但未就光伏出力与电网负荷间的相关性问题进行深入研究。

发明内容

针对现有光伏发电容量可信度计算的不足，本发明提出一种计及光伏出力与负荷相关性的光伏发电容量可信度确定方法，本方法能直观的考察光伏出力与负荷的相关性，并能就白天时段的光伏发电容量可信度进行研究，得到光伏发电容量可信度。

本发明实现上述目的的技术解决方案如下:

一种确定光伏发电容量可信度的方法，按如下步骤进行:

1)基于太阳能辐射样本数据，建立含光伏电站的混合发电系统分时段模型;

2)采用非序贯蒙特卡洛模拟，计算不含光伏电站的原始发电系统白天可靠性指标R_d和黑夜可靠性指标，叠加得到原始发电系统综合可靠性指标R_y；

3)在原始发电系统中接入光伏电站形成混合发电系统，分别以R_y和R_d为目标，调整混合发电系统负荷水平，得到混合发电系统新的负荷水平L_y和L_d;

4)以虚拟常规机组替代光伏电站，分别在新的负荷水平L_y和L_d下，负荷水平L_y以R_y为目标，负荷水平L_d以R_d为目标，迭代计算得到系统所需虚拟常规机组容量G_y和Gd_，G_y和G_d即光伏电站的白天发电容量可信度C_y和全天发电容量可信度G_d。

步骤1)中混合发电系统分时段模型的建立方法为:根据光伏发电出力特征，分别建立白天时段模型和黑夜时段模型;黑夜时段模型采用多级负荷模型;白天时段模型采用离散联合概率分布模型描述负荷和光伏出力的相关特性;

多级负荷模型:在给定负荷水平分级数目后，采用聚类技术得到某一负荷层下的负荷点数目，进而得到各级负荷水平和对应的概率;第i级负荷水平L_i及对应的概率p_i分别为: