综合权重因子的风电容量配置方法、系统及装置与流程

1.本发明涉及风电容量配置领域，尤其是涉及一种综合权重因子的风电容量配置方法、系统及装置。


背景技术：

2.新能源发电机组接入电力系统成为了未来能源发展的必然趋势。高比例新能源接入电力系统将造成系统功率实时平衡困难、弃风量增加以及失负荷等问题。因此，不能一味的扩大风电机组在电力系统中的装机占比，需要通过对电力系统多个角度进行评估分析，得出系统内部最优风电装机容量配置。合理的配置风电装机占比，既能够降低碳排放量、系统运行成本以及弃风量，也能够为系统经济、稳定运行提供有效的保障。
3.现有技术文献中：文献《计及爬坡场景覆盖的高比例新能源电网平衡策略研究》(亢丽君，王蓓蓓，薛必克，等.计及爬坡场景覆盖的高比例新能源电网平衡策略研究[j].电工技术学报，2022，37(13)：3275-3288.)提出了一种计及场景覆盖指数与需求侧参与的日内灵活性资源平衡方法，该调度方法综合考虑了机组爬坡特性与系统可调度性之间的联系，降低了系统切负荷概率。文献an endogenous approach to quantifying the wind power reserve(huang h y,zhou m,li g y.an endogenous approach to quantifying the wind power reserve[j].ieee transactions on power systems,2020,35(3):2431-2442.)提出一种新能源备用容量评估方法，该方法提升系统运行的经济性、灵活性。文献计及电热转换的含储热光热电站与风电系统优化调度(崔杨，张家瑞，仲悟之，等.计及电热转换的含储热光热电站与风电系统优化调度[j].中国电机工程学报，2020，40(20)：6482-6494.)提出了一种电加热装置与光热电站联合运行的运行方法，该方法通过优化火电机组旋转备用来平抑风电出力波动，促进系统风电消纳。然而上述研究中并未深入分析新能源接入比例对系统经济、稳定运行的影响，新能源接入比例对系统运行的影响状况仍有待发掘。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的在于提供一种综合权重因子的风电容量配置方法、系统及装置，旨在解决综合权重因子的风电容量配置。
[0005]
本发明提供一种综合权重因子的风电容量配置方法，包括：
[0006]
s1、建立电力系统运行优化模型；
[0007]
s2、获取电力系统运行评价指标；
[0008]
s3、构建各指标主观权重系数；
[0009]
s4、构建各指标客观权重系数；
[0010]
s5、基于主观权重系数和客观权重系数构建各指标综合观权重系数；
[0011]
s6、将各指标综合观权重系数输入电力系统运行优化模型，得到系统最优风电装机容量配置。
[0012]
本发明还提供一种综合权重因子的风电容量配置系统，包括：
[0013]
建立模块：用于建立电力系统运行优化模型；
[0014]
获取模块；用于获取电力系统运行评价指标；
[0015]
主观权重系数模块：用于构建各指标主观权重系数；
[0016]
客观权重系数模块：用于构建各指标客观权重系数；
[0017]
综合观权重系数模块：用于基于主观权重系数和客观权重系数构建各指标综合观权重系数；
[0018]
计算模块：用于将各指标综合观权重系数输入电力系统运行优化模型，计算得到系统最优风电装机容量配置。
[0019]
本发明实施例还提供一种综合权重因子的风电容量配置的装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0020]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
[0021]
采用本发明实施例，本发明可以实现综合权重因子的风电容量配置。
[0022]
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]
图1是本发明实施例的综合权重因子的风电容量配置方法的流程图；
[0025]
图2是本发明实施例的综合权重因子的风电容量配置方法的电力系统内部负荷功率预测曲线；
[0026]
图3是本发明实施例的基于综合权重因子的风电容量配置的系统的示意图；
[0027]
图4是本发明实施例的基于综合权重因子的风电容量配置的装置的示意图。
具体实施方式
[0028]
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
方法实施例
[0030]
根据本发明实施例，提供了一种综合权重因子的风电容量配置方法，图1是本发明实施例的综合权重因子的风电容量配置方法的流程图，如图1所示，具体包括：
[0031]
s1、建立电力系统运行优化模型；
[0032]
s1具体包括：建立单位供电成本最低为目标函数，其目标函数为：
[0033][0034]
其中，f
tp
为火电运行成本；f
wt
为风电成本；fq为弃风成本；fs为失负荷成本；f
bj
为储能成本；为t时段的负荷功率；t为系统运行时段；t系统运行的总时段数；
[0035]
约束条件包括：内部出力约束和功率约束条件。
[0036]
s2、获取电力系统运行评价指标；
[0037]
s2具体包括：获取火电成本、弃风成本、失负荷成本和碳捕集成本评价指标。
[0038]
s3、构建各指标主观权重系数；
[0039]
s4、构建各指标客观权重系数；
[0040]
s5、基于主观权重系数和客观权重系数构建各指标综合观权重系数；
[0041]
s5具体包括：基于主观权重系数和客观权重系数，根据最小鉴别法构建各指标综合观权重系数。
[0042]
s6、将各指标综合观权重系数输入电力系统运行优化模型，得到系统最优风电装机容量配置。
[0043]
具体实施方法如下：
[0044]
1.建立电力系统运行优化模型。该优化模型以系统单位供电成本最低为目标函数。其目标函数为：
[0045][0046]
其中，f
tp
为火电运行成本；f
wt
为风电成本；fq为弃风成本；fs为失负荷成本；f
bj
为储能成本；为t时段的负荷功率；t为系统运行时段；t系统运行的总时段数，取值为96。
[0047]
(1)各运行成本模型如下：
[0048]
火电运行成本：
[0049][0050]
其中，c
tp,om
为火电运行成本；c
tp,c
为火电机组碳捕集成本；ρc为电煤价格；δt为系统在1个时段t内的运行时间，取值为0.25h；i∈(1,2,3)，分别为三个火电机组；ai、bi、ci分别为煤耗量系数；p
it
为火电机组i在t时段的出力功率。
[0051]
风电成本：
[0052][0053]
其中，ρ
wt
为风电机组单位电量运维成本；为t时段风电出力。
[0054]
弃风成本：
[0055]
[0056]
其中，ρq为单位弃风电量损失；为t时段的弃风功率。
[0057]
失负荷成本：
[0058][0059]
其中，ρs为单位失负荷损失；为t时段的失负荷功率。
[0060]
碳捕集成本：
[0061][0062]
其中，ρb单位碳捕集成本；αi为火电机组i的碳排放量系数。
[0063]
(2)约束条件
[0064]
系统内部出力约束，具体如下：
[0065][0066][0067]
其中，p
i,min
、p
i,max
分别为t时段火电机组出力的最小值、最大值；分别为t时段火电机组出力的最小值、最大值；分别为t时段风电出力的最小值、最大值。
[0068]
为保证系统的安全稳定运行，系统运行过程中需满足如下功率约束条件。
[0069][0070]
2.选取系统运行评价指标。具体过程如下：
[0071]
基于电力系统运行优化模型，本发明以火电成本、弃风成本、失负荷成本以及碳捕集成本为系统运行评价指标，通过四个评价指标来得出系统最优风电容量占比。
[0072]
3.基于层次分析法构建各指标主观权重系数。具体过程如下：
[0073]
(1)构建层次分析法判断矩阵p
[0074]
建立电力系统的主观评价指标集x＝{x1，x2，
…
，xn}n＝4，各主观评价指标xi与xj(i，j＝1，2，
…
，n)之间相对关系x
ij
，且x
ij
＝1/x
ij
，进而可得判断矩阵p：
[0075][0076]
(2)计算系统指标集的权重向量，并对矩阵p进行列归一化处理。
[0077][0078]
系统各评价指标主观权重如下：
[0079][0080]
4.基于变异系数法构建各指标客观权重系数。具体过程如下：
[0081]
设系统客观评价指标为u
ib
，b为系统内部风电替代装机容量占比变化，b＝1，2，
…
，
m。然后对u
ib
进行归一化处理。
[0082][0083]
其中，u
ib,min
、u
ib,max
分别为电力系统内部风电替代装机容量占比变化时各客观评价指标的最小值和最大值。
[0084]
计算各客观评价指标的标准差：
[0085][0086]
其中，为系统第i项评价指标的平均值；si为系统第i项处置指标的标准差。
[0087]
基于各标准差计算客观变异系数vi：
[0088][0089]
各客观贡献因子ω”i
如下所示：
[0090][0091]
5.基于最小鉴别法构建各指标综合权重系数，系统运行各评价指标的综合权重系数计算如下：
[0092][0093]
6.将各指标综合观权重系数带入到系统运行优化模型中，得出系统最优风电装机容量配置。此时系统运行优化模型更新如下：
[0094][0095]
图2是本发明实施例的综合权重因子的风电容量配置方法的电力系统内部负荷功率预测曲线。
[0096]
本发明以系统火电成本、弃风成本、失负荷成本以及碳捕集成本为运行评价指标，基于主客观双重评价角度分析不同比例新能源接入电力系统对系统单位供电成本的影响。进而得到不同电力系统最优风电装机占比，有效降低了系统供电成本、碳捕集成本，提高了电力系统的运行稳定性。
[0097]
系统实施例
[0098]
根据本发明实施例，提供了基于综合权重因子的风电容量配置的系统，图3是本发明实施例的基于综合权重因子的风电容量配置的系统的示意图，如图3所示，具体包括：
[0099]
建立模块：用于建立电力系统运行优化模型；
[0100]
建立模块具体用于：建立单位供电成本最低为目标函数，其目标函数为：
[0101][0102]
其中，f
tp
为火电运行成本；f
wt
为风电成本；fq为弃风成本；fs为失负荷成本；f
bj
为储能成本；为t时段的负荷功率；t为系统运行时段；t系统运行的总时段数；
[0103]
约束条件包括：内部出力约束和功率约束条件。
[0104]
获取模块；用于获取电力系统运行评价指标；
[0105]
所述获取模块具体用于：获取火电成本、弃风成本、失负荷成本和碳捕集成本评价指标。
[0106]
主观权重系数模块：用于构建各指标主观权重系数；
[0107]
客观权重系数模块：用于构建各指标客观权重系数；
[0108]
综合观权重系数模块：用于基于主观权重系数和客观权重系数构建各指标综合观权重系数；
[0109]
所述综合观权重系数模块具体用于：基于主观权重系数和客观权重系数，根据最小鉴别法构建各指标综合观权重系数。
[0110]
计算模块：用于将各指标综合观权重系数输入电力系统运行优化模型，计算得到系统最优风电装机容量配置。
[0111]
本发明实施例是与上述方法实施例对应的系统实施例，各个模块的具体操作可以参照方法实施例的描述进行理解，在此不再赘述。
[0112]
装置实施例一
[0113]
本发明实施例提供一种综合权重因子的风电容量配置装置，如图4所示，包括：存储器40、处理器42及存储在存储器40上并可在处理器42上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例中的步骤。
[0114]
装置实施例二
[0115]
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有信息传输的实现程序，程序被处理器42执行时实现上述方法实施例中的步骤。
[0116]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换本发明各实施例技术方案，并不使相应技术方案的本质脱离本方案的范围。

技术特征：
1.一种基于综合权重因子的风电容量配置的方法，其特征在于，包括：s1、建立电力系统运行优化模型；s2、获取电力系统运行评价指标；s3、构建各指标主观权重系数；s4、构建各指标客观权重系数；s5、基于主观权重系数和客观权重系数构建各指标综合观权重系数；s6、将各指标综合观权重系数输入电力系统运行优化模型，得到系统最优风电装机容量配置。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s1具体包括：建立单位供电成本最低为目标函数，其目标函数为：其中，f
tp
为火电运行成本；f
wt
为风电成本；f
q
为弃风成本；f
s
为失负荷成本；f
bj
为储能成本；为t时段的负荷功率；t为系统运行时段；t系统运行的总时段数；约束条件包括：内部出力约束和功率约束条件。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述s2具体包括：获取火电成本、弃风成本、失负荷成本和碳捕集成本评价指标。4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述s5具体包括：基于主观权重系数和客观权重系数，根据最小鉴别法构建各指标综合观权重系数。5.一种基于综合权重因子的风电容量配置的系统，其特征在于，包括：建立模块：用于建立电力系统运行优化模型；获取模块；用于获取电力系统运行评价指标；主观权重系数模块：用于构建各指标主观权重系数；客观权重系数模块：用于构建各指标客观权重系数；综合观权重系数模块：用于基于主观权重系数和客观权重系数构建各指标综合观权重系数；计算模块：用于将各指标综合观权重系数输入电力系统运行优化模型，计算得到系统最优风电装机容量配置。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述建立模块具体用于：建立单位供电成本最低为目标函数，其目标函数为：其中，f
tp
为火电运行成本；f
wt
为风电成本；f
q
为弃风成本；f
s
为失负荷成本；f
bj
为储能成本；为t时段的负荷功率；t为系统运行时段；t系统运行的总时段数；约束条件包括：内部出力约束和功率约束条件。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述获取模块具体用于：获取火电成本、弃
风成本、失负荷成本和碳捕集成本评价指标。8.根据权利要求7所述系统，其特征在于，所述综合观权重系数模块具体用于：基于主观权重系数和客观权重系数，根据最小鉴别法构建各指标综合观权重系数。9.一种基于综合权重因子的风电容量配置装置，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于综合权重因子的风电容量配置方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有信息传递的实现程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的基于综合权重因子的风电容量配置方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于综合权重因子的风电容量配置的方法、系统及装置，包括：S1、建立电力系统运行优化模型；S2、获取电力系统运行评价指标；S3、构建各指标主观权重系数；S4、构建各指标客观权重系数；S5、基于主观权重系数和客观权重系数构建各指标综合观权重系数；S6、将各指标综合观权重系数输入电力系统运行优化模型，得到系统最优风电装机容量配置。本发明可以实现基于综合权重因子的风电容量配置。置。置。


技术研发人员：张高瑞 胡祥 范鹏飞 袁碧波 蔡垚 邢志江 赵文举 杨佑
受保护的技术使用者：华能澜沧江水电股份有限公司
技术研发日：2023.04.20
技术公布日：2023/8/5