統(tǒng)發(fā)電備用容量與所述 可中斷負(fù)荷備用容量。
[0114] 4-1，包括：
[0115] 計(jì)入控制區(qū)域的柔性負(fù)荷，得到控制區(qū)域的可中斷負(fù)荷成本C1^
[0116] Cil= Q ILPILt (7)
[0117] 式中，Qi為可中斷負(fù)荷的中斷容量；Pi為可中斷負(fù)荷電價(jià)；t為負(fù)荷發(fā)生的時(shí)長(zhǎng)。
[0118] 4-2,包括：
[0119] 根據(jù)新備用容量Pg的值，建立電力系統(tǒng)的備用成本分?jǐn)偰Ｐ停?br>[0122] 式中，(：&為傳統(tǒng)容量成本；Qt為所預(yù)留的傳統(tǒng)備用容量為容量電價(jià)；C td為電量 成本；Pd為電量電價(jià)；t為負(fù)荷發(fā)生的時(shí)長(zhǎng)；m為傳統(tǒng)備用容量的分段數(shù)；A L1為第i段所調(diào) 用的備用容量，ALdAL2+- ALni= Qt5P1為第i段備用容量的調(diào)用概率。
[0123] 本發(fā)明提供一種接入風(fēng)力發(fā)電的電力系統(tǒng)備用容量確定方法的應(yīng)用例，其采用風(fēng) 電-負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差隨機(jī)時(shí)間序列之間相關(guān)系數(shù)的方法得到各控制區(qū)域的系統(tǒng)總負(fù) 荷預(yù)測(cè)誤差分布，然后由總的誤差分布曲線得到所需配置的備用容量；其具體步驟如下：
[0124] 首先對(duì)不確定性因素進(jìn)行分析，本發(fā)明的不確定性因素主要包括負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差和 風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差。
[0125] 1-1)對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行分析。電力負(fù)荷預(yù)測(cè)作為電力系統(tǒng)規(guī)劃的重要組成部 分，在天氣、節(jié)日、預(yù)測(cè)方法等因素的影響下，會(huì)存在一定的負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差。而發(fā)電廠要根據(jù) 未來(lái)某特定時(shí)刻的負(fù)荷預(yù)測(cè)值來(lái)安排發(fā)電出力，所以負(fù)荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性會(huì)直接影響到預(yù)留 備用的容量大小。負(fù)荷在預(yù)測(cè)值附近的隨機(jī)波動(dòng)概率分布屬于正態(tài)分布，方差的大小與負(fù) 荷預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性有關(guān)。
[0126] 1-2)對(duì)風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差進(jìn)行分析。風(fēng)電功率的預(yù)測(cè)值基于風(fēng)速的預(yù)測(cè)結(jié)果產(chǎn) 生，風(fēng)速大小會(huì)隨著實(shí)時(shí)氣象條件的變化而有所波動(dòng)，其預(yù)測(cè)結(jié)果必然存在一定誤差。對(duì)于 地理位置相對(duì)分散的風(fēng)電機(jī)群，根據(jù)中心極限定理，風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差都可近似認(rèn)為服從 正態(tài)分布。而系統(tǒng)配置的備用容量應(yīng)該有足夠能力以應(yīng)付風(fēng)電在預(yù)測(cè)值附近的隨機(jī)波動(dòng)， 維持系統(tǒng)的功率平衡關(guān)系。
[0127] 2)提出控制區(qū)域總預(yù)測(cè)誤差的方差的計(jì)算方法。該方法充分考慮到了各個(gè)數(shù)列 之間的相關(guān)性，利用平滑效應(yīng)的影響，明顯降低了總體的預(yù)測(cè)誤差標(biāo)準(zhǔn)差的大小。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn) 行情況改變?cè)斐煽刂茀^(qū)域邊界發(fā)生變化時(shí)，不需要考慮整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況而反復(fù)迭代計(jì) 算。
[0128] 2-1)研究節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化對(duì)備用確定的影響。區(qū)域的互動(dòng)運(yùn)行直接導(dǎo)致區(qū)域邊界 模糊化，深一層次會(huì)改變區(qū)域內(nèi)節(jié)點(diǎn)的歸屬區(qū)域，所以本發(fā)明從本質(zhì)入手，研究節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài) 變化對(duì)備用確定的影響。而其中對(duì)配置備用影響最大的就是風(fēng)力發(fā)電節(jié)點(diǎn)和負(fù)荷節(jié)點(diǎn)，所 以我們研究二者節(jié)點(diǎn)上功率預(yù)測(cè)誤差，即風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差和負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差，并將它們看 作是呈正態(tài)分布的隨機(jī)時(shí)間序列，考察這些隨機(jī)時(shí)間序列間的關(guān)系性。采用一定方法將各 預(yù)測(cè)誤差的方差綜合到一起，統(tǒng)計(jì)出整個(gè)區(qū)域的時(shí)間序列總方差。
[0129] 2-2)通過(guò)概率論中求取隨機(jī)時(shí)間序列間相關(guān)系數(shù)得出區(qū)域整體預(yù)測(cè)誤差方差的 方法，只需要知道每個(gè)隨機(jī)時(shí)間序列的特征值，即期望和方差，不必應(yīng)用龐大的樣本數(shù)據(jù)， 就可以得到總方差，相比較而言，運(yùn)算更為清晰。
[0130] 各節(jié)點(diǎn)的預(yù)測(cè)誤差的標(biāo)準(zhǔn)差表示為下式：
[0132] 式中，M為該時(shí)刻的功率預(yù)測(cè)誤差的歷史數(shù)據(jù)樣本總數(shù)；Pprad, i樣本中的功率 預(yù)測(cè)值Ia1為i樣本中的功率實(shí)際測(cè)量值；^為M個(gè)樣本的預(yù)測(cè)平均值；^J為M 個(gè)樣本的測(cè)量平均值。
[0133] 由概率論中協(xié)方差公式得：
[0137] 如果相關(guān)系數(shù)為正，則各個(gè)誤差波動(dòng)性疊加的效果會(huì)使總的預(yù)測(cè)誤差概率分布曲 線呈現(xiàn)出大漲大落的態(tài)勢(shì)，加劇不確定因素的波動(dòng)性。而各因素之間的負(fù)相關(guān)是平滑效應(yīng) 產(chǎn)生的一個(gè)重要因素，不確定性因素波動(dòng)相互抵消和互補(bǔ)，起到"削峰填谷"的作用，整體的 誤差分布曲線呈現(xiàn)出平滑的效果。
[0138] 在得到各個(gè)時(shí)間序列相關(guān)系數(shù)的基礎(chǔ)上，控制區(qū)域總預(yù)測(cè)誤差的方差可以通過(guò)下 式求得：
[0140] 式中，N為隨機(jī)時(shí)間序列的個(gè)數(shù)。
[0141] 該方法一方面充分考慮到了各個(gè)數(shù)列之間的相關(guān)性，利用平滑效應(yīng)的影響，明顯 降低了總體的預(yù)測(cè)誤差標(biāo)準(zhǔn)差的大小，波動(dòng)不確定性充分互補(bǔ)抵消，通過(guò)查看相關(guān)系數(shù)的 正負(fù)取值，能夠容易判斷出各數(shù)列對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的影響；另一方面，當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行情況改變?cè)斐?控制區(qū)域邊界發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目也會(huì)隨之增減，各時(shí)間序列之間的相關(guān)系數(shù) 可以事先計(jì)算得到，并且該系數(shù)不會(huì)因?yàn)檫吔绲母淖兌a(chǎn)生變化，所以只需要線性改變式 (4)的階數(shù)就可以很快得到系統(tǒng)總體的標(biāo)準(zhǔn)差，這種將節(jié)點(diǎn)作為研究對(duì)象的方法相比以往 明顯減少了運(yùn)算量，不需要考慮整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況而反復(fù)迭代計(jì)算，在智能電網(wǎng)區(qū)域互 動(dòng)運(yùn)行大背景下具有明顯優(yōu)勢(shì)。
[0142] 如圖6所示，預(yù)測(cè)誤差密度曲線圖中的虛線為負(fù)荷的預(yù)測(cè)誤差密度曲線；實(shí)線為 將風(fēng)電和負(fù)荷的預(yù)測(cè)誤差疊加后的總預(yù)測(cè)誤差密度曲線；
[0143] 3)提出確定系統(tǒng)備用容量需求的方法。風(fēng)力發(fā)電作為一種功率不可控制的發(fā)電出 力模式，常被視為一種"負(fù)值負(fù)荷"，將風(fēng)電和負(fù)荷的預(yù)測(cè)誤差疊加可以得到總的負(fù)荷預(yù)測(cè) 誤差密度曲線，如圖6中的實(shí)線所示，仍符合正態(tài)分布。橫軸表示預(yù)測(cè)誤差，縱軸表示產(chǎn)生 該誤差的概率大小。
[0144]系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)我們重點(diǎn)考察失負(fù)荷概率PL0LP，即系統(tǒng)可用發(fā)電容量不滿足 系統(tǒng)負(fù)荷需求的概率，若取備用容量為P2,則此時(shí)的備用不足以應(yīng)對(duì)右側(cè)陰影部分的負(fù)荷 波動(dòng)，那么失負(fù)荷概率就是右側(cè)陰影的面積。
[0145] 已知系統(tǒng)的失負(fù)荷概率，也就是曲線尾部的陰影面積，通過(guò)相關(guān)系數(shù)法可以得到 總的預(yù)測(cè)誤差標(biāo)準(zhǔn)差〇 sum，由正態(tài)分布曲線性質(zhì)求出風(fēng)電并網(wǎng)后負(fù)荷運(yùn)行的備用容量需 求，則備用容量計(jì)算公式如下：
[0148] 式中，巾1為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的反函數(shù)；y_為總的負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差時(shí)間序列的期望 值，y sum - y 1+y 2+…+n〇
[0149] 風(fēng)電未接入電網(wǎng)時(shí)，系統(tǒng)的備用預(yù)留只需考慮應(yīng)對(duì)負(fù)荷波動(dòng)這一不確定性因素。 在風(fēng)電并網(wǎng)后，系統(tǒng)增加了風(fēng)電預(yù)測(cè)誤差波動(dòng)的影響，系統(tǒng)負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差的方差會(huì)更大。如 圖1中風(fēng)電并網(wǎng)前后負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差密度曲線所示，那么在保證電網(wǎng)可靠性相同的情況下， 勢(shì)必要增加一定數(shù)量的備用以應(yīng)對(duì)風(fēng)電波動(dòng)給系統(tǒng)帶來(lái)的影響。從圖中直觀地看出，當(dāng)陰 影部分面積相等即PLOLP相同時(shí)，所需的備用容量需求由Pl增加到P2。
[0150] 4)提出柔性負(fù)荷參與備用分?jǐn)偡椒ā?br>[0151] 4-1)加入柔性負(fù)荷的必要性和柔性負(fù)荷成本。通過(guò)圖6中可以看出，風(fēng)電并網(wǎng) 以后的負(fù)荷預(yù)測(cè)誤差密度曲線尾部變得更長(zhǎng)，高風(fēng)險(xiǎn)小概率事件更為頻發(fā)。如果由發(fā)電側(cè) 的傳統(tǒng)備用承擔(dān)所有的備用容量，那么不論其是否會(huì)被實(shí)際調(diào)用都需要事先預(yù)留該備用容 量，經(jīng)濟(jì)上很不劃算，因?yàn)槲膊康膫溆谜{(diào)用概率很低，即便沒(méi)有被調(diào)用也需要支付該部分相 應(yīng)的容量成本，所以我們考慮柔性負(fù)荷介入，對(duì)系統(tǒng)備用進(jìn)行分?jǐn)偂?br>[0152] 在處理小概率事件方面，需求側(cè)備用相比傳統(tǒng)備用具有有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)，用戶可以 通過(guò)中斷合同、電價(jià)響應(yīng)等方式參與到發(fā)電計(jì)劃中，根據(jù)發(fā)電和負(fù)荷的功率不平衡大小調(diào) 整自身負(fù)荷功率。電力公司可以不需要支付容量成本，而通過(guò)事后支付較高賠償金額或者 采取更高的折扣優(yōu)惠，所以僅當(dāng)該波動(dòng)發(fā)生時(shí)，才需要支付柔性負(fù)荷的費(fèi)用，不需要因?yàn)轭A(yù) 留一定容量而支付容量成本。所以柔性負(fù)荷基于自身的特點(diǎn)，作為需求側(cè)備用與傳統(tǒng)備用 共同為系統(tǒng)提供備用支持，能夠有效降低備用成本，提高系統(tǒng)的靈活性。
[0153] 電網(wǎng)公司需要向發(fā)電廠購(gòu)買(mǎi)的備用輔助服務(wù)，其費(fèi)用往往包括容量成本和電量成 本兩部分。容量成本針對(duì)的是發(fā)電機(jī)為了作為備用而必須預(yù)留的容量，不論該部分備用是 否被調(diào)用，均需支付該部分機(jī)組提供備用的機(jī)會(huì)成本。
[0154] 容量成本(：&可表示為：
[0155] Ctr= Q tPrt (7)
[0156] 式中，Qt為所預(yù)留的傳統(tǒng)備用