一種保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場短期棄風(fēng)的方法，屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行和控制技術(shù)領(lǐng)域。首先對風(fēng)電場過去一年中的歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)和發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功功率數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后得到歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)和發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功功率數(shù)據(jù)的關(guān)系，進(jìn)而保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)功率，并更新歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)和發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功功率數(shù)據(jù)。本方法解決了電力系統(tǒng)計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的棄風(fēng)功率問題，為高載能企業(yè)參與新能源消納提供了基礎(chǔ)。
【專利說明】
-種保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)的方法，屬于電力系統(tǒng)運(yùn)行 和控制技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來隨著新能源裝機(jī)容量的不斷增長和新能源發(fā)電基地的建設(shè)，甘肅等新能源 發(fā)電裝機(jī)容量富裕的區(qū)域出現(xiàn)嚴(yán)重的棄風(fēng)棄光問題。該問題的成因主要為本地負(fù)荷不足導(dǎo) 致的電力系統(tǒng)下旋轉(zhuǎn)備用不足。由于國家政策支持，在甘肅等新能源發(fā)電裝機(jī)容量富裕地 區(qū)建有高載能產(chǎn)業(yè)園區(qū)，在生產(chǎn)過程中使用大量電能，且設(shè)備對自身的用電負(fù)荷有一定的 調(diào)節(jié)能力，若參與電力系統(tǒng)調(diào)度消納原本受限的風(fēng)電，可W提高電力系統(tǒng)下旋轉(zhuǎn)備用水平， 促進(jìn)風(fēng)光電消納。由于風(fēng)電的隨機(jī)性，風(fēng)電場短期（未來24小時(shí))預(yù)測功率與實(shí)際風(fēng)電功率 相比會有一定的偏差，對于并網(wǎng)發(fā)電的風(fēng)電場，該偏差值的準(zhǔn)確性處在電力系統(tǒng)允許的范 圍內(nèi)。但是由于甘肅地區(qū)風(fēng)電場長期處于較嚴(yán)重的限電生產(chǎn)狀態(tài)，限電生產(chǎn)使得風(fēng)電場的 實(shí)際輸出功率與風(fēng)電場實(shí)際可發(fā)功率之間有較大偏差，風(fēng)電短期預(yù)測功率無法真實(shí)反映風(fēng) 電場的實(shí)際可發(fā)功率。因此，當(dāng)高載能產(chǎn)業(yè)參與電力系統(tǒng)調(diào)度時(shí)，電力系統(tǒng)難W準(zhǔn)確預(yù)測風(fēng) 電場短期可發(fā)功率，從而無法計(jì)算風(fēng)電場的短期受限風(fēng)電功率。本方法提出了一種保守計(jì) 算發(fā)電受限風(fēng)電場短期棄風(fēng)的方法，利用歷史風(fēng)電預(yù)測和限電生產(chǎn)狀態(tài)下歷史發(fā)電功率數(shù) 據(jù)庫，滾動修正短期預(yù)測數(shù)據(jù)與實(shí)際數(shù)據(jù)的偏差，從而使電力系統(tǒng)可W計(jì)算風(fēng)電場的短期 受限風(fēng)電功率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提出一種保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場短期棄風(fēng)的方法，針對發(fā)電受 限風(fēng)電場的短期風(fēng)功率預(yù)測與實(shí)際可發(fā)功率之間的偏差，滾動修正風(fēng)電場短期預(yù)測誤差， 為電力系統(tǒng)計(jì)算風(fēng)電場短期受限功率，促進(jìn)高載能協(xié)調(diào)消納風(fēng)電提供基礎(chǔ)。
[0004] 本發(fā)明提出的保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)的方法，包括W下步驟：
[0005] (1)對風(fēng)電場過去一年中的歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)和發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功 功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)與發(fā)電受限情況下歷史實(shí)際有功功率之間的關(guān)系， 具體步驟為：
[0006] (1-1)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取過去一年中風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)的預(yù)測有功功率 Fyy-nm-dd-hmjr-min，其中yy-mm-dd-hour-min為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，該數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示預(yù)測有功功率實(shí)現(xiàn)時(shí) 刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分外'；
[0007] (1-2)將步驟（1-1)中風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)按照預(yù)測有功功率Fyy-醒-dd-hour-min 從小到大進(jìn)行排列，記風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)中的最小值為Fmin，最大值為Fmax;
[000引 （1-3)將步驟（1-2)中的最小值Fmin和最大值Fmax表示為一個區(qū)間[Fmin，F(xiàn)max]，風(fēng)電 場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)的預(yù)測有功功率數(shù)值Fyy-醒-dd-hour-min均在區(qū)間化in，F(xiàn)max]中，將區(qū)間劃 分為100段，記第r段區(qū)間的表達(dá)式為：
[0009]
[0010] (1-4)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取風(fēng)電場發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功功率 Pyy-mm-dd-hcmr-min，其中yy-mm-dd-hour-min為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示實(shí)際有功功率的量測時(shí) 刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分外'；
[0011] (1-5)根據(jù)步驟（1-3)中的區(qū)間個數(shù)，建立集合Ωτ和集合巫，^=1，2，...，100，當(dāng) 風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)中預(yù)測的有功功率Fyy-?-dd-hDur-"in落在第r個區(qū)間
Γ = 1,2,,，.，I"()中時(shí)，將該預(yù)測有功功率Fyy-mm-dd-hour-min 放入集合Ω r中，并將與Fyy-mm-dd-hDur-min時(shí)標(biāo)相對應(yīng)的風(fēng)電場發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有 功功率Pyy-mii-dd-hour-min放入集合Φ r中；
[0012] (2)根據(jù)步驟（1)中歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)與發(fā)電受限情況下歷史實(shí)際有功功率之間 的關(guān)系，計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)功率，具體過程如下：
[0013] (2-1)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取未來24小時(shí)內(nèi)任一預(yù)測時(shí)刻的短期預(yù)測數(shù)據(jù)，記該數(shù) 值為FPyy'-lIml'-dd'-h。ur'-min'，yy'-mm'-dd'-hou;r'-min'為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，該數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示預(yù)測有功 功率實(shí)現(xiàn)時(shí)刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分鐘"；
[0014] (2-2)根據(jù)步驟（1-3)的區(qū)間劃分方法，確定步驟(2-1)的FPyy'-曲-334。山-。^所屬 區(qū)間，記該區(qū)間的編號為r'；
[0015] (2-3)根據(jù)步驟（1-5)中的集合Φ。令r = r'，讀取該集合中發(fā)電受限情況下的歷 史實(shí)際有功功率，計(jì)算讀取的所有歷史實(shí)際有功功率的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差曰；
[0016] (2-4)將μ+σ作為風(fēng)電場在步驟(2-1)中與短期預(yù)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)的實(shí)現(xiàn)時(shí)刻的基本 Ρ良電功率Hyy'-nmi'-dcr-hour'-min';
[0017] (2-5)判斷 FPyy'-lIm'-dd'-h。ur'-min'與Hyy'-lIm'-dd'-h。ur'-min'之間的關(guān)系，若 FPyy'-nmi'-dcr-hour'-min' ^Hyy'-nmi'-dcr-hour'-min',則判疋在時(shí)刻 yy -Π 皿-dd -hour -min ,風(fēng)電場 短期受限功率為0，若FPyy'-mm'-dd'-hour'-min'>Hyy'-mm'-dd'-hour'-min'，則計(jì)算P' = FPyy'-mn'-dcr-hour'-min'-Hyy'-nmi'-dcr-hour'-min',將口 P 作為時(shí)刻 yy -Π 皿-dd -hour -min 的發(fā)電雙 限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)功率，其中α為風(fēng)電場運(yùn)行人員設(shè)定的保守度系數(shù)，該系數(shù)取值在0到1 之間；
[0018] (3)遍歷風(fēng)電場未來24小時(shí)內(nèi)所有時(shí)刻，重復(fù)步驟（2)，得到該風(fēng)電場未來24小時(shí) 的短期棄風(fēng)功率。
[0019] 本發(fā)明提出的保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)的方法，其優(yōu)點(diǎn)是:本發(fā)明方 法充分考慮風(fēng)電場的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，給出保守的風(fēng)電場短期棄風(fēng)功率，從而為高載能產(chǎn)業(yè) 參與電力系統(tǒng)協(xié)調(diào)調(diào)度建立基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0020] 圖1是本發(fā)明提出的保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場短期棄風(fēng)的方法的流程框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明提出的保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)的方法，其流程框圖如圖1所 示，包括W下步驟：
[0022] (1)對風(fēng)電場過去一年中的歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)和發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功 功率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)與發(fā)電受限情況下歷史實(shí)際有功功率之間的關(guān)系， 具體步驟為：
[0023] (1-1)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取過去一年中風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)的預(yù)測有功功率 Fyy-m-dd-hDur-min，其中yy-mm-dd-hour-min為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，該數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示預(yù)測有功功率實(shí)現(xiàn)時(shí) 刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分外'；
[0024] (1-2)將步驟（1-1)中風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)按照預(yù)測有功功率Fyy-醒-dd-hour-min 從小到大進(jìn)行排列，記風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)中的最小值為Fmin，最大值為Fmax;
[002引（1-3)將步驟（1-2)中的最小值Fmin和最大值Fmax表示為一個區(qū)間[Fmin，F(xiàn)max]，風(fēng)電 場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)的預(yù)測有功功率數(shù)值Fyy-"-dd-hDur-min均在區(qū)間[Fmin，F(xiàn)max]中，將區(qū)間劃 分為100段，記第r段區(qū)間的表達(dá)式為：
[0026]
[0027] (1-4)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取風(fēng)電場發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功功率 Pyy-mm-dd-hmjr-min，其中yy-mm-dd-hour-min為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示實(shí)際有功功率的量測時(shí) 刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分外'；
[00%] (1-5)根據(jù)步驟（1-3)中的區(qū)間個數(shù)，建立集合Ω r和集合Φ r，r = 1，2，. . .，100，當(dāng) 風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)中預(yù)測的有功功率Fyy-胃-dd-hcmr-min落在第r個區(qū)間
' 2,.…I (惦中時(shí)，將該預(yù)巧[J有功功率Fyy-mm-dd-hour-min 放入集合Ω r中，并將與Fyy-mm-dd-hDur-min時(shí)標(biāo)相對應(yīng)的風(fēng)電場發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有 功功率Pyy-mii-dd-hour-min放入集合Φ r中；
[0029] (2)根據(jù)步驟（1)中歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)與發(fā)電受限情況下歷史實(shí)際有功功率之間 的關(guān)系，計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)功率，具體過程如下：
[0030] (2-1)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取未來24小時(shí)內(nèi)任一預(yù)測時(shí)刻的短期預(yù)測數(shù)據(jù)，記該數(shù) 值為FPyy'-lIml'-dd'-h。ur'-min'，yy'-mm'-dd'-hou;r'-min'為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，該數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示預(yù)測有功 功率實(shí)現(xiàn)時(shí)刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分鐘"；
[0031] (2-2)根據(jù)步驟（1-3)的區(qū)間劃分方法，確定步驟(2-1)的FPyy'-曲-334。山-。^所屬 區(qū)間，記該區(qū)間的編號為r'；
[0032] (2-3)根據(jù)步驟（1-5)中的集合Φτ，令r = r'，讀取該集合中發(fā)電受限情況下的歷 史實(shí)際有功功率，計(jì)算讀取的所有歷史實(shí)際有功功率的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差曰；
[0033] (2-4)將μ = σ作為風(fēng)電場在步驟(2-1)中與短期預(yù)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)的實(shí)現(xiàn)時(shí)刻的基 本限電功率Hyy'-nmi'-dcr-hour'-min' ；
[0034] (2-5)判斷 FPyy'-lIm'-dd'-h。ur'-min'與Hyy'-lIm'-dd'-h。ur'-min'之間的關(guān)系，若 FPyy'-nmi'-dcr-hour'-min' ^Hyy'-nmi'-dcr-hour'-min',則判疋在時(shí)刻 yy -Π 皿-dd -hour -min ,風(fēng)電場 短期受限功率為0，若FPyy'-mm'-dd'-hour'-min'>Hyy'-mm'-dd'-hour'-min'，則計(jì)算P' = FPyy'-lIml'-dd'-h。ur'-min-Hyy'-lIml'-dd'-h。ur'-min',將日P作為時(shí)刻yy-n皿-dd-hoUΓ-min的發(fā)電雙 限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)功率，其中α為風(fēng)電場運(yùn)行人員設(shè)定的保守度系數(shù)，該系數(shù)取值在Ο到1 之間；
[0035] (3)遍歷風(fēng)電場未來24小時(shí)內(nèi)所有時(shí)刻，重復(fù)步驟（2)，得到該風(fēng)電場未來24小時(shí) 的短期棄風(fēng)功率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種保守計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)的方法，其特征在于，該方法包括以下步 驟： (1) 對風(fēng)電場過去一年中的歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)和發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功功率 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)與發(fā)電受限情況下歷史實(shí)際有功功率之間的關(guān)系，具體 步驟為： (1-1)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取過去一年中風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)的預(yù)測有功功率 Fyy-m-dd-hmjr-min，其中yy-mm-dd-hour-min為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，該數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示預(yù)測有功功率實(shí)現(xiàn)時(shí) 刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分鐘"； (1-2)將步驟（1-1)中風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)按照預(yù)測有功功率Fudd-hc^mUPJ、 到大進(jìn)行排列，記風(fēng)電場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)中的最小值為Fmin，最大值為Fmax; (1 -3)將步驟（1 -2)中的最小值Fmin和最大值Fmax表示為一個區(qū)間[Fmin，F(xiàn) max]，風(fēng)電場歷 史短期預(yù)測數(shù)據(jù)的預(yù)測有功功率數(shù)值Fyy-^-dd-hcmriin均在區(qū)間[Fmin，F(xiàn)max]中，將區(qū)間劃分為 100段，記第r段區(qū)間的表達(dá)式為：(1-4)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取風(fēng)電場發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有功功率 Pyy-mm-dd-hmjr-min，其中yy-mm-dd-hour-min為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示實(shí)際有功功率的量測時(shí) 刻，格式為"年-月-日-小時(shí)-分鐘"； (1-5)根據(jù)步驟（1-3)中的區(qū)間個數(shù)，建立集合和集合C)r，r= 1,2, ...，100,當(dāng)風(fēng)電 場歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)中預(yù)測的有功功率Fyy-_-dd-h"in落在第r個區(qū)間>= 1' ^.....I 〇〇中時(shí)，將該預(yù)測有功功率Fyy-mm-dd-hour-min 放入集合Ω ，并將與Fyyndd-hcmr-min時(shí)標(biāo)相對應(yīng)的風(fēng)電場發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際有 功功率Pyy-mn-dd-hour-miri放入集合Φ r中； (2) 根據(jù)步驟（1)中歷史短期預(yù)測數(shù)據(jù)與發(fā)電受限情況下歷史實(shí)際有功功率之間的關(guān) 系，計(jì)算發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄風(fēng)功率，具體過程如下： (2-1)從風(fēng)電場數(shù)據(jù)庫讀取未來24小時(shí)內(nèi)任一預(yù)測時(shí)刻的短期預(yù)測數(shù)據(jù)，記該數(shù)值為 w，yy ' -mm'-dd ' -hour ' -min '為數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)，該數(shù)據(jù)時(shí)標(biāo)表示預(yù)測有功功率 實(shí)現(xiàn)時(shí)刻，格式為"年? -小時(shí)-分鐘"； (2-2)根據(jù)步驟(1 -3)的區(qū)間劃分方法，確定步驟(2-1)的FPyy，-dd，-h·，?η，所屬區(qū)間， 記該區(qū)間的編號為r'； (2-3)根據(jù)步驟(1-5)中的集合?r，令r = r'，讀取該集合中發(fā)電受限情況下的歷史實(shí)際 有功功率，計(jì)算讀取的所有歷史實(shí)際有功功率的均值μ和標(biāo)準(zhǔn)差〇; (2-4)將μ+〇作為風(fēng)電場在步驟(2-1)中與短期預(yù)測數(shù)據(jù)相對應(yīng)的實(shí)現(xiàn)時(shí)刻的基本限電 mm'-dd'-hour'-min' ； (2_5#_FPyy' - mm'-dd' -hour' -min' 與 Hyy，-mm，-dd !-hour!-min ' 間的關(guān)系，右FPyy' -mm' -dd ' -hour ' -min' < ，則判定在時(shí)刻yy'-mm'-dd'-hour'-min'，風(fēng)電場短期受限功率為0， 右'FPyy，-mm，- dd，-hour，-mi η，^ Hyy'-mm'-dd'-hour'-min' ， 則計(jì)算P'=FP yy，-mm，-dd，-hour，-min，_ Hyy，-mm，-dd，-hour，-min， ？ 將aP '作為時(shí)刻yy ' -mm' -dd ' -hour ' -min '的發(fā)電受限風(fēng)電場的短期棄 風(fēng)功率，其中a為風(fēng)電場運(yùn)行人員設(shè)定的保守度系數(shù)，該系數(shù)取值在〇到1之間； (3)遍歷風(fēng)電場未來24小時(shí)內(nèi)所有時(shí)刻，重復(fù)步驟（2)，得到該風(fēng)電場未來24小時(shí)的短 期棄風(fēng)功率。
【文檔編號】G06Q50/06GK105825439SQ201610211641
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】孫宏斌, 郭慶來, 王彬, 張伯明, 吳文傳, 晉宏楊
【申請人】清華大學(xué)