中国电力 ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (11): 129-138.DOI: 10.11930/j.issn.1004-9649.202401117
许竞1(), 赵铁军1(
), 高小刚1, 叶鞠1, 孙玲玲2(
)
收稿日期:
2024-01-26
出版日期:
2024-11-28
发布日期:
2024-11-27
作者简介:
许竞(1977—),男,硕士,高级工程师,从事电力系统及其自动化研究,E-mail:302623537@qq.com基金资助:
Jing XU1(), Tiejun ZHAO1(
), Xiaogang GAO1, Ju YE1, Lingling SUN2(
)
Received:
2024-01-26
Online:
2024-11-28
Published:
2024-11-27
Supported by:
摘要:
高比例新能源接入电力系统带来了显著的波动性和不确定性,电力系统面临灵活性不足的运行风险。不确定状态下灵活性不足风险评判对控制电力系统运行风险水平、评价规划方案的性能优劣具有重要意义。研究新能源电力系统调节资源灵活性不足风险量化评估方法,提出了新能源电力系统调节资源灵活性不足风险评价指标体系。首先,基于核密度估计与序优化理论,提出源荷不确定性数据驱动建模方法;为提高电力系统源荷样本数据的充裕度,提出基于云模型的电力系统小概率风险样本集重构方法,实现训练样本的无成本、灵活获取;然后,从爬坡能力和调节深度两方面提出新能源电力系统调节资源灵活性不足的风险量化评估方法。最后,算例分析验证了所提方法的有效性和可行性。
许竞, 赵铁军, 高小刚, 叶鞠, 孙玲玲. 高比例新能源电力系统调节资源灵活性不足风险分析[J]. 中国电力, 2024, 57(11): 129-138.
Jing XU, Tiejun ZHAO, Xiaogang GAO, Ju YE, Lingling SUN. Risk Analysis of Insufficient Flexibility from Regulation Resources in High Proportion Renewable Energy Power Systems[J]. Electric Power, 2024, 57(11): 129-138.
情况 | 风力装机容量/ MW | 光伏装机容量/ MW | 最大负荷容量/ MW | |||
1 | 0 | 33.74 | 34.79 | |||
2 | 25.89 | 0 | 31.24 | |||
3 | 20.58 | 0 | 44.37 |
表 1 新能源装机容量和负荷峰值
Table 1 New energy installed capacity and load peak
情况 | 风力装机容量/ MW | 光伏装机容量/ MW | 最大负荷容量/ MW | |||
1 | 0 | 33.74 | 34.79 | |||
2 | 25.89 | 0 | 31.24 | |||
3 | 20.58 | 0 | 44.37 |
情况 | 新能源 | 负荷 | ||||||||||
1 | 0 | 12.54 | 5.41 | 22.42 | 1.18 | 3.64 | ||||||
2 | 18.39 | 3.10 | 0.61 | 21.04 | 0.49 | 3.51 | ||||||
3 | 15.24 | 3.34 | 1.24 | 24.53 | 2.45 | 5.33 |
表 2 新能源和负荷云模型参数
Table 2 Parameters of new energy and load cloud model
情况 | 新能源 | 负荷 | ||||||||||
1 | 0 | 12.54 | 5.41 | 22.42 | 1.18 | 3.64 | ||||||
2 | 18.39 | 3.10 | 0.61 | 21.04 | 0.49 | 3.51 | ||||||
3 | 15.24 | 3.34 | 1.24 | 24.53 | 2.45 | 5.33 |
情况 | 新能源出力/MW | 负荷/MW | ||
1 | [0,34.31] | [15.75,28.27] | ||
2 | [12.24,24.04] | [15.04,26.52] | ||
3 | [8.94,20.63] | [10.07,33.86] |
表 3 新能源和负荷出力置信区间
Table 3 Confidence interval of new energy output and load in distribution station area
情况 | 新能源出力/MW | 负荷/MW | ||
1 | [0,34.31] | [15.75,28.27] | ||
2 | [12.24,24.04] | [15.04,26.52] | ||
3 | [8.94,20.63] | [10.07,33.86] |
情况 | 新能源出力 | 负荷 | ||
1 | 97.84 | 55.84 | ||
2 | 64.17 | 54.56 | ||
3 | 76.71 | 96.98 |
表 4 新能源出力和负荷波动系数
Table 4 New energy output and load fluctuation coefficient of distribution station area 单位:%
情况 | 新能源出力 | 负荷 | ||
1 | 97.84 | 55.84 | ||
2 | 64.17 | 54.56 | ||
3 | 76.71 | 96.98 |
情况 | 上爬坡能 力不足最 大风险 | 上爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 上爬坡能 力不足总 风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 下爬坡能 力不足的 总风险 | ||||||
1 | 0.26 | 3.15 | 1.40 | 0.18 | 2.27 | 0.86 | ||||||
2 | 0.06 | 1.26 | 0.38 | 0.05 | 0.81 | 0.33 | ||||||
3 | 0.32 | 2.53 | 1.48 | 0.27 | 3.07 | 1.52 |
表 5 爬坡能力不足的风险指标
Table 5 Risk index of insufficient climbing ability
情况 | 上爬坡能 力不足最 大风险 | 上爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 上爬坡能 力不足总 风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 下爬坡能 力不足的 总风险 | ||||||
1 | 0.26 | 3.15 | 1.40 | 0.18 | 2.27 | 0.86 | ||||||
2 | 0.06 | 1.26 | 0.38 | 0.05 | 0.81 | 0.33 | ||||||
3 | 0.32 | 2.53 | 1.48 | 0.27 | 3.07 | 1.52 |
情况 | 上调节深 度不足最 大风险 | 上调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年上调节 深度不足 总风险 | 下调节深 度不足最 大风险 | 下调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年下调节 深度不足 总风险 | ||||||
1 | 0.05 | 1.86 | 0.18 | 0.92 | 7.68 | 4.24 | ||||||
2 | 0.09 | 2.59 | 0.24 | 0.10 | 2.84 | 0.35 | ||||||
3 | 1.58 | 9.78 | 6.97 | 0 | 0 | 0 |
表 6 调节深度不足的风险指标
Table 6 Risk index of insufficient adjustment depth
情况 | 上调节深 度不足最 大风险 | 上调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年上调节 深度不足 总风险 | 下调节深 度不足最 大风险 | 下调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年下调节 深度不足 总风险 | ||||||
1 | 0.05 | 1.86 | 0.18 | 0.92 | 7.68 | 4.24 | ||||||
2 | 0.09 | 2.59 | 0.24 | 0.10 | 2.84 | 0.35 | ||||||
3 | 1.58 | 9.78 | 6.97 | 0 | 0 | 0 |
情况 | 新能源出力/MW | 负荷/MW | ||
1 | [0,30.58] | [16.68,26.94] | ||
2 | [13.24,23.37] | [16.36,24.48] | ||
3 | [10.16,18.86] | [14.24,31.57] |
表 7 方案2新能源出力和负荷置信区间
Table 7 The confidence interval of new energy output and load of scheme 2
情况 | 新能源出力/MW | 负荷/MW | ||
1 | [0,30.58] | [16.68,26.94] | ||
2 | [13.24,23.37] | [16.36,24.48] | ||
3 | [10.16,18.86] | [14.24,31.57] |
情况 | 上爬坡能 力不足最 大风险 | 上爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 上爬坡能 力不足总 风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 下爬坡能 力不足的 总风险 | ||||||
1 | 0.22 | 2.67% | 1.24 | 0.15 | 2.01 | 0.69 | ||||||
2 | 0.05 | 1.04% | 0.34 | 0.05 | 0.79 | 0.28 | ||||||
3 | 0.28 | 2.12% | 1.31 | 0.23 | 2.78 | 1.38 |
表 8 方案2爬坡能力不足的风险指标
Table 8 Risk index of insufficient climbing ability of scheme 2
情况 | 上爬坡能 力不足最 大风险 | 上爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 上爬坡能 力不足总 风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险 | 下爬坡能 力不足最 大风险概 率/% | 下爬坡能 力不足的 总风险 | ||||||
1 | 0.22 | 2.67% | 1.24 | 0.15 | 2.01 | 0.69 | ||||||
2 | 0.05 | 1.04% | 0.34 | 0.05 | 0.79 | 0.28 | ||||||
3 | 0.28 | 2.12% | 1.31 | 0.23 | 2.78 | 1.38 |
情况 | 上调节深 度不足最 大风险 | 上调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年上调节 深度不足 总风险 | 下调节深 度不足最 大风险 | 下调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年下调节 深度不足 总风险 | ||||||
1 | 0.02 | 1.43 | 0.10 | 0.80 | 7.34 | 3.72 | ||||||
2 | 0.08 | 2.67 | 0.25 | 0.11 | 2.94 | 0.37 | ||||||
3 | 1.44 | 9.36 | 6.71 | 0 | 0 | 0 |
表 9 方案2调节深度不足的风险指标
Table 9 Risk index of insufficient regulation depth of scheme 2
情况 | 上调节深 度不足最 大风险 | 上调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年上调节 深度不足 总风险 | 下调节深 度不足最 大风险 | 下调节深 度不足最 大风险概 率/% | 年下调节 深度不足 总风险 | ||||||
1 | 0.02 | 1.43 | 0.10 | 0.80 | 7.34 | 3.72 | ||||||
2 | 0.08 | 2.67 | 0.25 | 0.11 | 2.94 | 0.37 | ||||||
3 | 1.44 | 9.36 | 6.71 | 0 | 0 | 0 |
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