[发明专利]综合考虑光伏出力和负荷需求预测区间的配电网调度方法

说明书

本发明公开了一种综合考虑光伏出力和负荷需求预测区间的配电网调度方法，该方法首先基于近似Beta分布的光照强度建立了光伏出力预测区间模型，其次在用电负荷分层概率预测方法的基础上结合经验模态分解与稀疏贝叶斯学习方法建立了负荷需求预测区间模型，最后基于光伏出力和负荷需求预测区间提出了兼顾配电网运行的可靠性和经济性的调度模型。本发明所提方法不仅解决了光伏发电出力不确定而导致的供电不可靠性问题，还降低了由光伏发电和负荷难于预测造成的配电网经济运行成本。本发明可广泛应用于电力网络的配电网调度。

技术领域

本发明涉及一种综合考虑光伏出力和负荷需求预测区间的配电网调度方法，属于含光伏新能源发电的配电网运行优化调度技术领域。

背景技术

近年来，随着人类社会经济快速发展，能源枯竭和环境污染问题也愈加严重。截止到2009年，我国已经有44个被列为资源枯竭型的城市。为了应对能源和环境问题，可再生分布式能源发电技术得到快速发展。根据BP世界能源统计网站数据，太阳能发电2013年较2009年增长了大约110TWh，增幅接近10倍，且近几年所占发电比重还在持续增长。然而，大量光伏出力波动幅度和用户侧大容量动态负荷让配电网调度变得困难。

目前，风能和太阳能是电力系统中备受重视且应用最多的两种新能源。随着科技的高速发展，风力发电产业逐渐趋于产业化和规模化,已成为目前技术最成熟、应用最普遍的新能源发电方式。光伏发电则是一种直接利用太阳能的发电形式，因其具有环境友好、开发潜力大等特点在全世界范围内得到应用。光伏电站并网运行可以为电网提供补充备用，有助于缓解负荷高峰时期电网承受的电量和安全压力。但是由于风能和太阳能均受季节、气候等自然因素的影响，使其不同于常规能源发电，功率输出具有随机性和间歇性，稳定性较差，从而会影响到电网的电压稳定和电能质量，给电网的安全运行带来新的挑战。目前，含新能源的电力系统优化调度问题己成为新能源发电技术中重要的研究方向之一。电力系统调度是指根据调度周期内各时段负荷的变化情况，来安排投入运行的机组以及将负荷在运行机组间经济分配的问题，调度策略是否合理有效极大的影响着系统的经济安全运行。传统的电力系统优化调度方案的制定基于负荷的可预测性和常规电源的确定性。但是风电和光伏发电等新能源发电输出功率取决于自然资源，具有间歇性和不稳定性，同时不可调控。大规模新能源电源的并网增加了电力系统调度的不确定因素，要求系统中预留一定的旋转备用，应对新能源发电实际出力与预测值存在较大偏差的情况，这样降低了系统的失负荷和备用不足风险，同时却增加了运行成本。这就要求系统的调度方案应做出相应的调整，使之能合理处理风险和成本的关系，这增加了调度的复杂性。

对于电网需求侧的负荷预测，是电力系统管理部门的基础工作，是今后进行电网商业化运营所必需的基本内容，其重要性已越来越被人们所认识。同时，电力负荷预测又是一项工作量大，需要反复进行的复杂工作。随着国家经济的发展，电力企业走向市场的形势对电力负荷预测提出了新的要求，如何使预测手段及预测结果满足市场化的电力发展是预测人员所面临的新课题。

上述研究分别考虑了配电网调度中的经济性、负荷预测不确定性及分布式能源发电波动性问题，然而既考虑光伏发电调度的经济性，又计及光伏出力和用电负荷的不确定性对配电网运行可靠性的影响的配电网调度还鲜有报道，仍需进一步研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种综合考虑光伏出力和负荷需求预测区间的配电网调度方法，在含光伏新能源的配电网运行中，由于光伏发电受环境因素影响大和负荷难以准确预测，为提高电网系统运行的可靠性和经济性，建立出高效且实用的数学调度模型。基于光伏出力预测的区间模型，优化了光伏出力的可靠性。基于负荷需求的预测区间模型，提高了负荷预测值的准确性，并给出了基于模糊抽样和粒子群优化算法的调度模型求解方法。本发明模型的提出，对国内含光伏新能源系统比重逐渐增大的电网环境，大容量动态负荷日益增多的情况下，具有重大的发展前景和应用意义。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：