[发明专利]应对新能源不确定性的水库群多能互补调度方法与系统

说明书

本发明公开了应对新能源不确定性的水库群多能互补调度方法与系统。包括：首先，收集新能源历史出力与预测出力的长序列场景集合，据此在分析新能源出力误差的基础上生成未来实际出力期望情景；其次，构建耦合梯级水电站与新能源出力情景的决策变量、目标函数、约束条件等为一体的调度模型；然后，根据水电站水情信息及新能源出力情景，采用高性能自适应群体进化算法进行求解，快速得到满足运行需求的多能互补调度方案；最后，对新能源历史预测及实际出力数据库进行持续更新，形成长期、滚动的多能互补调度方案决策系统。本发明可以综合考虑新能源不确定性因素，提高梯级水库群多能互补调度方案的可靠性，降低电网运行风险，综合效益显著。

技术领域

本发明属于水库调度领域，具体涉及应对新能源不确定性的水库群多能互补调度方法与系统

背景技术

大规模开发、高质量发展可再生能源是助力实现清洁低碳能源体系的重要途径。水电、风电、光电是目前极具开发价值和开发潜力的典型可再生能源。其中，以风、光为代表的新能源具有分布范围广、理论蕴量多、发电速度快等优点，但具有间歇性、随机性、波动性特征，将新能源大规模单独接入电网，会对电网的稳定运行造成巨大冲击，严重影响电网的安全性和可靠性。而水电与风、光能源不同，具有启停控制灵活、负荷响应迅速等特点，可作为风、光能源的优质调度电源来应对新能源出力消纳问题。因此，充分发挥水电调节能力，提出合理的多能互补调度方法，进而提高新能源利用效率，促进能源结构加速转型，成为水资源规划领域及多能互补领域的研究热点之一。然而，传统的水电-新能源多能互补调度方法常以新能源预报出力作为水电计划制定时的输入条件，未能充分考虑新能源预测出力的不确定性特征，无法保障水库群发电计划可靠性，易造成系统调度风险与电网运行风险。

发明内容

本发明的目的在于：提供应对新能源不确定性的多能互补调度方法与系统，通过分析新能源出力的不确定性信息，构建多能互补调模型并提出合理的调度方案，以提高新能源利用效率，同时降低电网运行风险。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：应对新能源不确定性的水库群多能互补调度方法，包括如下步骤：

S1、获取新能源历史预测出力场景集合以及与其一一对应的历史实际出力场景集合，然后进行相减，得到误差出力场景集合；

S2、利用主成分分析方法将步骤S1得到的误差出力场景集合进行降维，然后采用聚类算法生成若干个新能源典型误差出力场景集合；

S3、将新能源预测序列分别输入至各个新能源典型误差出力场景集合中，得到对应的实际出力场景集合，然后根据不同实际出力场景的发生概率得到未来实际出力期望场景；

S4、根据未来实际出力期望场景，并结合决策变量、目标函数、等式约束、不等式约束构建耦合梯级水电站与新能源出力情景的调度模型；

S5、基于水电站水情信息及实际出力场景集合求解调度模型，得到目标多能互补调度方案。

进一步地，前述的步骤S1包括如下子步骤：

S101、获取某日新能源历史预测出力场景集合：

其中，k₀表示日期编号，T表示出力时段；

K₀天的预测出力构成历史预测出力场景集合记为:

其中，表示新能源在第k₀天的预测出力场景；表示新能源在第k₀天第t时段的预测出力值；

S102、获取与已知的新能源历史预测出力场景集合一一对应的历史实际预测出力场景集合：