[发明专利]考虑系统双侧随机性的源荷跨时空互补效益评价方法

说明书

技术领域

本发明涉及发电、变电或输电的技术领域，特别是涉及一种考虑系统双侧随机性的源荷跨时空互补效益评价方法。

背景技术

受气候变化、环境污染、能源安全等因素影响，全球能源正在向绿色、低碳、智能的方向加速转型。以风能、太阳能发电为代表的清洁能源的大规模开发利用，在各国推进能源转型过程中扮演着日益重要的角色。考虑全球范围内风光资源分布差异较大，通常远离负荷中心，所发电能需要远距离大容量电网传输，因此全球能源互联网战略概念应运而生。全球能源互联网以清洁能源为主导，以特高压电网为骨干网架，各国各洲电网广泛互联，形成全球能源资源优化配置，是全球能源转型的重要战略构想，在国际上已取得广泛共识，目前进入战略实施阶段。

电力系统是一个要求发、输、配、用电全环节同时完成的时变系统，系统平衡的原则是调节常规电源出力跟踪负荷变化，以保持动态平衡。然而以风电、光伏发电为代表的可再生能源具有随机性、间歇性和波动性特点，在机组特性、发电方式上与传统发电机组差别很大；另一方面，以电动汽车为代表的随机充放电和需求响应也大大加剧了负荷侧的随机性及预测难度。因此，随着源荷两侧双重随机性、波动性的规模化增大，如何在保障电力系统安全稳定运行条件下尽可能多的接纳新能源发电且满足负荷随机要求，即在双侧随机性影响下维持系统实时动态功率平衡成为本领域技术人员一直渴望解决，但尚未觖的难题。

不同能源资源及负荷的时空互补可以降低电网两侧的随机性和波动性，提高系统稳定性和综合效益。如何利用风电、光伏的互补特性采用新能源与传统能源发电打捆等方式平滑其发电输出功率波动，以及利用负荷的互补特性采用需求侧管理削峰填谷从而减少对电力系统的不利影响，国内外已有众多文献提出相关方法，但是这些方法没有考虑到可再生能源与负荷在广域范围内、跨时空的互补优化配置；另外，联网规模不断扩大，电力、能源及广义环境的多源、多态及异构数据的数量将呈指数级增长，需要有相应的广域采集、高效存储和快速处理技术予以支撑，并从这些数据中挖掘知识及价值应用。因此，随着全球能源互联网战略的不断推进，跨国、跨区域、甚至跨大洲的源荷互补特性亟需深入研究。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种科学合理，适用性强，效果佳的考虑系统双侧随机性的源荷跨时空互补效益评价方法，它将电力大数据与跨区互补理论相结合，在发电侧收集整理不同地区含风电、太阳能发电的清洁能源发电资源特性，结合各类发电机组模型，得到对应含当地风电、太阳能发电的清洁能源发电的出力特性；在负荷侧收集整理不同地区历史负荷统计数据，综合考虑当地人口、经济发展、产业结构、通电比例、人均用电量因素，预测未来包括用电量、最大负荷、峰谷差负荷特性；同时结合气候、地形地貌自然条件，并网基础、技术成熟度造成的地区差异，以及含产业结构、用电方式的用能结构差异，基于电力大数据的特征统计，从源源互补、荷荷互补、和源荷互补三个维度，全方面构建跨区域源荷时空互补效益，为下一步全球能源互联网战略构想的落地实施提供理论依据。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种考虑系统双侧随机性的源荷跨时空互补效益评价方法，其特征是，包括的步骤有：

1)构建跨时空不同清洁电源典型出力特征数据库；

2)建立基于数据发掘技术的负荷预测模型，并考虑多元影响因素预测未来不同地区负荷特性；

3)考虑不同地区自然条件、地区差异、用能结构差异等多外部影响因素，构建基于电力大数据的统计特征的跨区域源荷时空互补特性评估体系。

所述步骤1)中构建跨时空不同清洁电源典型出力特征数据库，包括的步骤有：

(Ι)选取典型国家或地区，针对太阳能、风能、水能清洁能源，收集整理不同地区风电、太阳能发电、水电清洁能源发电的资源特性，甄别和筛选刻画清洁能源分布特征的属性集合；

(Ⅱ)根据相关能源资源的自然特性和变化规律，结合各类发电机组模型，模拟小时/季节/年多时间尺度的不同清洁电源发电出力特性；

(Ⅲ)按照不同区域，即国家/区域/大洲的能源资源特点和历史数据，拟合未来该国家或地区或大洲的清洁能源发电典型出力曲线及特性。

所述步骤1)的(Ι)中，需要在全球范围内，根据风光清洁能源资源分布总体情况，挑选典型的适合大规模开发利用的国家或地区或大洲，统计该国家或地区或大洲的风速、光照强度资源量，明确资源潜力和技术可开发量。