本發(fā)明涉及新能源電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于風(fēng)能和光能的虛擬電廠功率調(diào)節(jié)方法。

背景技術(shù)：

虛擬電廠指通過(guò)分布式電力管理系統(tǒng)將電網(wǎng)中分布式電源、可控負(fù)荷和儲(chǔ)能裝置聚合成一個(gè)虛擬的可控集合體，參與電網(wǎng)的運(yùn)行和調(diào)度，協(xié)調(diào)智能電網(wǎng)與分布式電源間的矛盾，充分挖掘分布式能源為電網(wǎng)和用戶(hù)所帶來(lái)的價(jià)值和效益。

在純由虛擬電廠供電的獨(dú)立區(qū)域，適當(dāng)調(diào)配各發(fā)電廠的輸出功率是平衡成本和收益的重要步驟。

中華人民共和國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2014年07月02日公開(kāi)了名稱(chēng)為《一種虛擬電廠分層隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度方法》的專(zhuān)利文獻(xiàn)(公開(kāi)號(hào)：cn103903066a)，其首先建立包括上層虛擬電廠層和下層微電網(wǎng)層的虛擬電廠兩層協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度模型，其中下層各微電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度模型為機(jī)會(huì)約束模型，模型中采用經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)描述不可控微電源獨(dú)立狀態(tài)下出力概率分布，并依據(jù)不可控微電源聯(lián)合直方圖選擇copula函數(shù)建立聯(lián)合概率分布模型。然后利用抽樣平均近似法和kkt最優(yōu)性條件將虛擬電廠兩層協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度模型轉(zhuǎn)化為單層確定性模型并求解，對(duì)虛擬電廠進(jìn)行最優(yōu)調(diào)度。此方案可兼顧虛擬電廠內(nèi)多個(gè)微電網(wǎng)間的協(xié)調(diào)運(yùn)行；利用概率分布與copula相關(guān)性分析可充分考慮不可控微電源隨機(jī)性與相關(guān)性對(duì)優(yōu)化調(diào)度問(wèn)題的影響，可實(shí)現(xiàn)虛擬電廠協(xié)調(diào)隨機(jī)優(yōu)化調(diào)度，但是無(wú)法實(shí)現(xiàn)各發(fā)電廠輸出功率和地區(qū)的需求功率之間的平衡調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺乏對(duì)發(fā)電廠輸出功率和地區(qū)需求功率之間的調(diào)節(jié)方法的技術(shù)問(wèn)題，提供一種穩(wěn)定性好、精準(zhǔn)度高、沖擊小的基于風(fēng)能和光能的虛擬電廠功率調(diào)節(jié)方法。

本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的：一種基于風(fēng)能和光能的虛擬電廠功率調(diào)節(jié)方法，包括以下步驟：

s001、獲取風(fēng)力發(fā)電廠和光伏發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)；

s002、計(jì)算風(fēng)力發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)在預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的波動(dòng)度c1；計(jì)算光伏發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)在預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的波動(dòng)度c2；

s003、獲取預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的平均需求功率p；

s004、依據(jù)c1、c2和p計(jì)算風(fēng)力發(fā)電廠輸出功率和光伏發(fā)電廠輸出功率；

s005、根據(jù)計(jì)算所得調(diào)整各發(fā)電廠的輸出功率；

所述波動(dòng)度為功率曲線(xiàn)在預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)各采樣點(diǎn)的方差或標(biāo)準(zhǔn)差，采樣率f由以下公式確定：

式中，c1和c2均采用最后一次計(jì)算所得值，f0為基準(zhǔn)采樣率，c’為基準(zhǔn)波動(dòng)度，f0和c’均為預(yù)設(shè)值。

本方案的虛擬電廠包括風(fēng)力發(fā)電廠和光伏發(fā)電廠，三類(lèi)發(fā)電廠的輸出匯入總電網(wǎng)然后供用電單位使用。各發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)為根據(jù)天氣情況和歷史發(fā)電量得到的隨時(shí)間變化的發(fā)電功率曲線(xiàn)，為預(yù)測(cè)量。波動(dòng)度反應(yīng)曲線(xiàn)的變化劇烈程度。為減小沖擊，功率變化越平緩越好。本方案在滿(mǎn)足平均需求功率的情況下，依據(jù)各發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)波動(dòng)度計(jì)算最平緩的輸出功率，從而使得總輸出達(dá)到最平穩(wěn)，電網(wǎng)波動(dòng)最小，因?yàn)榘l(fā)電功率變化而帶來(lái)的沖擊也最小。

本方案依照波動(dòng)度動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣率f，波動(dòng)度較大時(shí)采樣率較高，波動(dòng)度較小時(shí)采樣率較低，使系統(tǒng)具有最高的控制效率。

作為優(yōu)選，所述步驟s004具體為：

根據(jù)風(fēng)力發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的風(fēng)力平均功率p1；根據(jù)光伏發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的光伏平均功率p2；計(jì)算各發(fā)電廠的輸出功率權(quán)重值，公式如下：

n·p1+k·p2＝p

式中，n為風(fēng)力發(fā)電廠的輸出功率權(quán)重值，k為光伏發(fā)電廠的輸出功率權(quán)重值；

風(fēng)力發(fā)電廠的輸出功率為n·p1，光伏發(fā)電廠的輸出功率為k·p2。

上述流程可以使所有發(fā)電廠總的輸出與平均需求功率平衡，并且平穩(wěn)度最高。

作為優(yōu)選，當(dāng)n和k中的任意一個(gè)大于1時(shí)，則設(shè)定大于1的權(quán)重值為1，增大另外一個(gè)權(quán)重值直至滿(mǎn)足公式n·p1+k·p2＝p。

保證輸出不低于平均需求功率是首要條件，其次再進(jìn)行平穩(wěn)度的調(diào)整。

作為優(yōu)選，所述預(yù)測(cè)時(shí)段指從當(dāng)前時(shí)刻起t秒內(nèi)的時(shí)長(zhǎng)，t為預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)。

預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)為設(shè)定值，由工作人員根據(jù)實(shí)際情況確定。

作為優(yōu)選，每隔時(shí)長(zhǎng)t1，重新計(jì)算各發(fā)電廠波動(dòng)度并依據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)發(fā)電廠輸出功率進(jìn)行調(diào)整，t1由以下公式獲得：

式中，c1和c2均為最后一次計(jì)算所得值，t0為基準(zhǔn)間隔時(shí)長(zhǎng)，c’為基準(zhǔn)波動(dòng)度。

本方案還依照波動(dòng)度動(dòng)態(tài)調(diào)整延時(shí)間隔時(shí)長(zhǎng)t1，波動(dòng)度較大時(shí)間隔時(shí)長(zhǎng)較短，波動(dòng)度較小時(shí)間隔時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，使系統(tǒng)具有最高的控制效率。

本發(fā)明帶來(lái)的實(shí)質(zhì)性效果是，使總的發(fā)電輸出量與需求量達(dá)到平衡，并且具有最好的平穩(wěn)度，波動(dòng)平緩，對(duì)電網(wǎng)和用電設(shè)備沖擊小，降低成本，延長(zhǎng)電網(wǎng)和設(shè)備的壽命。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種流程圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說(shuō)明。

實(shí)施例：本實(shí)施例的一種基于風(fēng)能和光能的虛擬電廠功率調(diào)節(jié)方法，如圖1所示，包括以下步驟：

s001、獲取風(fēng)力發(fā)電廠和光伏發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)；

s002、計(jì)算風(fēng)力發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)在預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的波動(dòng)度c1；計(jì)算光伏發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)在預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的波動(dòng)度c2；

s003、獲取預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的平均需求功率p；

s004、依據(jù)c1、c2和p計(jì)算風(fēng)力發(fā)電廠輸出功率和光伏發(fā)電廠輸出功率；

s005、根據(jù)計(jì)算所得調(diào)整各發(fā)電廠的輸出功率；

所述波動(dòng)度為功率曲線(xiàn)在預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)各采樣點(diǎn)的方差或標(biāo)準(zhǔn)差，采樣率f由以下公式確定：

式中，c1和c2均采用最后一次計(jì)算所得值，f0為基準(zhǔn)采樣率，c’為基準(zhǔn)波動(dòng)度，f0和c’均為預(yù)設(shè)值。

本方案的虛擬電廠包括風(fēng)力發(fā)電廠和光伏發(fā)電廠，兩類(lèi)發(fā)電廠的輸出匯入總電網(wǎng)然后供用電單位使用。各發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)為根據(jù)天氣情況和歷史發(fā)電量得到的隨時(shí)間變化的發(fā)電功率曲線(xiàn)，為預(yù)測(cè)量。波動(dòng)度反應(yīng)曲線(xiàn)的變化劇烈程度。為減小沖擊，功率變化越平緩越好。本方案在滿(mǎn)足平均需求功率的情況下，依據(jù)各發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)波動(dòng)度計(jì)算最平緩的輸出功率，從而使得總輸出達(dá)到最平穩(wěn)，電網(wǎng)波動(dòng)最小，因?yàn)榘l(fā)電功率變化而帶來(lái)的沖擊也最小。

本方案依照波動(dòng)度動(dòng)態(tài)調(diào)整采樣率f，波動(dòng)度較大時(shí)采樣率較高，波動(dòng)度較小時(shí)采樣率較低，使系統(tǒng)具有最高的控制效率。

所述步驟s004具體為：

根據(jù)風(fēng)力發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的風(fēng)力平均功率p1；根據(jù)光伏發(fā)電廠的功率曲線(xiàn)計(jì)算預(yù)測(cè)時(shí)段內(nèi)的光伏平均功率p2；計(jì)算各發(fā)電廠的輸出功率權(quán)重值，公式如下：

n·p1+k·p2＝p

式中，n為風(fēng)力發(fā)電廠的輸出功率權(quán)重值，k為光伏發(fā)電廠的輸出功率權(quán)重值；

風(fēng)力發(fā)電廠的輸出功率為n·p1，光伏發(fā)電廠的輸出功率為k·p2。

上述流程可以使所有發(fā)電廠總的輸出與平均需求功率平衡，并且平穩(wěn)度最高。

當(dāng)n和k中的任意一個(gè)大于1時(shí)，則設(shè)定大于1的權(quán)重值為1，增大另外一個(gè)權(quán)重值直至滿(mǎn)足公式n·p1+k·p2＝p。

保證輸出不低于平均需求功率是首要條件，其次再進(jìn)行平穩(wěn)度的調(diào)整。

所述預(yù)測(cè)時(shí)段指從當(dāng)前時(shí)刻起t秒內(nèi)的時(shí)長(zhǎng)，t為預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)。

預(yù)測(cè)時(shí)長(zhǎng)為設(shè)定值，由工作人員根據(jù)實(shí)際情況確定。

每隔時(shí)長(zhǎng)t1，重新計(jì)算各發(fā)電廠波動(dòng)度并依據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)發(fā)電廠輸出功率進(jìn)行調(diào)整，t1由以下公式獲得：

式中，c1和c2均為最后一次計(jì)算所得值，t0為基準(zhǔn)間隔時(shí)長(zhǎng)，c’為基準(zhǔn)波動(dòng)度。

本方案還依照波動(dòng)度動(dòng)態(tài)調(diào)整延時(shí)間隔時(shí)長(zhǎng)t1，波動(dòng)度較大時(shí)間隔時(shí)長(zhǎng)較短，波動(dòng)度較小時(shí)間隔時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，使系統(tǒng)具有最高的控制效率。

平均需求功率p按以下方式計(jì)算：

s101、獲取虛擬電廠所供電的當(dāng)?shù)豨dp歷年數(shù)據(jù)以及當(dāng)?shù)豨dp目標(biāo)數(shù)據(jù)；獲取虛擬電廠所供電的當(dāng)?shù)赜秒姽β蕷v年數(shù)據(jù)曲線(xiàn)；

s102、計(jì)算電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)：

et＝{(pt+1-pt)/pt}/{(gt+1-gt)/gt}；

et為前第t年時(shí)電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)，pt為當(dāng)?shù)厍暗趖年在對(duì)應(yīng)時(shí)段內(nèi)的平均用電功率，gt為當(dāng)?shù)厍暗趖年的gdp數(shù)據(jù)；當(dāng)年的gdp數(shù)據(jù)采用最新的當(dāng)?shù)豨dp目標(biāo)數(shù)據(jù)；

s103、通過(guò)電力系統(tǒng)用電彈性系數(shù)公式計(jì)算平均需求功率p：

s為有效年限，為預(yù)設(shè)值，可以由工作人員進(jìn)行調(diào)整，需求的精度越高則s越大；對(duì)應(yīng)時(shí)段為與預(yù)測(cè)時(shí)段對(duì)應(yīng)的歷年的時(shí)間段，即當(dāng)前需要計(jì)算的時(shí)間段和歷年的時(shí)間段對(duì)應(yīng)。平均需求功率p與當(dāng)?shù)氐膅dp掛鉤，gdp越高則所需求的功率也越高。

本發(fā)明使總的發(fā)電輸出量與需求量達(dá)到平衡，并且具有最好的平穩(wěn)度，波動(dòng)平緩，對(duì)電網(wǎng)和用電設(shè)備沖擊小，降低成本，延長(zhǎng)電網(wǎng)和設(shè)備的壽命。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類(lèi)似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了功率曲線(xiàn)、波動(dòng)度、平均需求功率等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。