專利名稱：基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。
背景技術(shù)：
節(jié)能發(fā)電調(diào)度改變了傳統(tǒng)的發(fā)電調(diào)度方式，取消了按行政計(jì)劃分配發(fā)電量指標(biāo)的做法，以節(jié)能、環(huán)保為目標(biāo)，以全電力系統(tǒng)內(nèi)發(fā)、輸、供電設(shè)備為調(diào)度對(duì)象，優(yōu)先調(diào)度可再生和清潔發(fā)電資源，按能耗和污染物排放水平，由低到高依次調(diào)用化石類發(fā)電資源，最大限度地減少能源、資源消耗和污染物排放，促進(jìn)電力系統(tǒng)高效、清潔運(yùn)行。節(jié)能發(fā)電調(diào)度要求可再生發(fā)電資源按其申報(bào)安排出力，但由于可再生能源出力具有不確定性，其實(shí)際出力與申報(bào)值存在偏差，不能簡(jiǎn)單地在負(fù)荷曲線中去除可再生能源申報(bào)的出力，這給實(shí)際調(diào)度帶來(lái)了很大的困難。投資組合理論中稱投資結(jié)果對(duì)期望收益的偏差為投資風(fēng)險(xiǎn)。在風(fēng)火系統(tǒng)中，若機(jī)組組合策略安排不當(dāng)，風(fēng)電出力的不確定性可能導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際成本嚴(yán)重偏離期望成本，借鑒投資組合中的概念，稱其為機(jī)組組合的決策風(fēng)險(xiǎn)。決策風(fēng)險(xiǎn)隨著不確定性的增加而增大，因此同時(shí)考慮風(fēng)電出力和負(fù)荷的不確定性能夠使得決策風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)更加合理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問(wèn)題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種更加全面合理的基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，包括S1.采用拉丁超立方采樣方法進(jìn)行等效負(fù)荷的情景生成；S2.基于Kantorovich距離進(jìn)行情景削減；S3.計(jì)算基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)。本發(fā)明提出了一種基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。用情景生成與情景削減的方法同時(shí)表征風(fēng)電出力與負(fù)荷的不確定性，結(jié)合投資組合理論中的半絕對(duì)離差模型，計(jì)算決策風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)。本發(fā)明具有更加全面合理的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖1是本發(fā)明的基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性 或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過(guò)它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。為了考慮風(fēng)電出力與負(fù)荷的不確定性，并進(jìn)行決策風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)價(jià)，本發(fā)明通過(guò)情景生成與情景削減的方法來(lái)描述風(fēng)電出力與負(fù)荷的不確定性，結(jié)合投資組合中的半絕對(duì)離差(Semi Deviation)模型,提出一種考慮風(fēng)電出力與負(fù)荷不確定性的節(jié)能發(fā)電調(diào)度的決策風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法。如圖1所示，本發(fā)明的方法包括如下步驟步驟1:情景生成。在每個(gè)時(shí)段，風(fēng)電出力預(yù)測(cè)值與負(fù)荷預(yù)測(cè)值是兩個(gè)獨(dú)立的連續(xù)型隨機(jī)變量，設(shè)為X1和x2，其密度函數(shù)分別為(X)和f2 (X)，則X = X^X2也是連續(xù)型隨機(jī)變量，且其密度函數(shù)Sf1 (X)與f2(x)的卷積。由于卷積的Fourier變換是Fourier的乘積,且特征函數(shù)是密度函數(shù)的Fourier變換，因此X的特征函數(shù)為X1和X2的特征函數(shù)的乘積。不失一般性，假設(shè)X1和X2分別服從正態(tài)分布Ν( μ w，Ow2)和N(yd，0d2)，其中
力預(yù)測(cè)值，UdS負(fù)荷預(yù)測(cè)值，0￥和0(1分別為風(fēng)電出力預(yù)測(cè)和負(fù)荷預(yù)測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)差。風(fēng)電出力可以作為負(fù)的負(fù)荷需求加入負(fù)荷當(dāng)中，因此得到新的等效負(fù)荷隨機(jī)變量服從正態(tài)分布Ν(μ,-μ￥, 0d2+0w2)o本發(fā)明基于風(fēng)電出力與負(fù)荷的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)規(guī)律，采用拉丁超立方采樣(Latin Hypercube Sampling, LHS)的方法產(chǎn)生等效負(fù)荷的大量情景,一個(gè)情景表征一種可能的確定性情形。步驟2:
情景削減。本發(fā)明采用基于Kantorovich距離的情景削減技術(shù),削減出現(xiàn)概率較小的情景并合并相似的情景，使得削減后的情景集合能夠以較少的情景數(shù)目最大程度地近似原始情景集合。步驟3 計(jì)算基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)。以各個(gè)情景中運(yùn)行費(fèi)用的最小決策風(fēng)險(xiǎn)期望值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。然而決策風(fēng)險(xiǎn)的減小會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行成本期望的增加，因此需要添加運(yùn)行成本期望約束，以保證運(yùn)行成本期望值不超過(guò)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)者可接受的水平。對(duì)單個(gè)情景，采用混合整數(shù)線性規(guī)劃的機(jī)組組合模型，約束條件包括系統(tǒng)負(fù)荷平衡、旋轉(zhuǎn)備用約束、機(jī)組出力限制及爬坡約束、最小起停時(shí)間約束。在各個(gè)情景中，雖然同一火電機(jī)組在相同時(shí)段的起停狀態(tài)相同，但其出力并不相同。由于最終下發(fā)的計(jì)劃值為確定的值，因此需要添加調(diào)整量約束，保證各情景中火電機(jī)組實(shí)際出力與下發(fā)的計(jì)劃值相近。I)指標(biāo)計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)為各個(gè)情景中運(yùn)行費(fèi)用的最小決策風(fēng)險(xiǎn)期望值，即
權(quán)利要求
1.一種基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，其特征在于，包括S1.采用拉丁超立方采樣方法進(jìn)行等效負(fù)荷的情景生成；S2.基于Kantorovich距離進(jìn)行情景削減；S3.計(jì)算基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3進(jìn)一步包括S31.指標(biāo)計(jì)算，評(píng)價(jià)指標(biāo)為各個(gè)情景中運(yùn)行費(fèi)用的最小決策風(fēng)險(xiǎn)期望值，即
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法，包括采用拉丁超立方采樣方法進(jìn)行等效負(fù)荷的情景生成；基于Kantorovich距離進(jìn)行情景削減；以及計(jì)算基于情景分析的電力系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)。該方法用情景生成與情景削減的方法同時(shí)表征風(fēng)電出力與負(fù)荷的不確定性，結(jié)合投資組合理論中的半絕對(duì)離差模型，計(jì)算決策風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)，具有更加全面合理的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G06Q50/06GK103020486SQ20131001445
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2013年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月15日
發(fā)明者李邦峰, 邢濤, 毛李帆, 余加喜, 金小明, 何光宇, 李嘉, 陳乾 申請(qǐng)人:海南電網(wǎng)公司, 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 清華大學(xué)