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通過置信容量、有效容量、反調(diào)峰特性三個(gè)指標(biāo)來統(tǒng)計(jì)描述新能源的出力特性。

2023年4月14日，“2023年新型電力系統(tǒng)產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展大會(huì)”第二分論壇——關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用專場(chǎng)在華北電力大學(xué)順利召開。分論壇邀請(qǐng)多位專家、學(xué)者圍繞碳達(dá)峰和碳中和遠(yuǎn)景目標(biāo)，針對(duì)新型電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)行深入研討。

會(huì)上，廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司電網(wǎng)規(guī)劃研究中心、南方電網(wǎng)領(lǐng)軍級(jí)技術(shù)專家黃麗娟帶來題目為《新能源出力特性概率化表達(dá)及在規(guī)劃工作中的應(yīng)用研究》的主題演講。北極星電力網(wǎng)整理如下：

黃麗娟介紹到，新型電力系統(tǒng)即新能源大規(guī)模接入電力系統(tǒng)，其出力特性呈現(xiàn)波動(dòng)性、間歇性、隨機(jī)性，針對(duì)這三個(gè)特征，我們需要確定電網(wǎng)需要配多少能源才能滿足電力保供、要衡量電力系統(tǒng)配多少調(diào)節(jié)資源才能滿足新能源消納、電網(wǎng)容量需要達(dá)到多少才能保證新能源送出。

常規(guī)情況下，通過三個(gè)指標(biāo)來統(tǒng)計(jì)描述新能源的出力特性。

一是，置信容量。其描述新能源替代常規(guī)單元量。首先取極大的概率，95%或98%，在此概率下能保證風(fēng)光的出力大于一個(gè)數(shù)值，作為新能源參與電力平衡出力的取值，即置信容量。

二是，有效容量。一般用于對(duì)網(wǎng)架進(jìn)行校核，即當(dāng)網(wǎng)架保證送出95%或者98%電量時(shí)，認(rèn)為網(wǎng)架可以滿足要求，目前，部分地區(qū)棄風(fēng)棄電量達(dá)到95%，就使用該電量消納來統(tǒng)計(jì)。

三是，反調(diào)峰特性。把負(fù)荷高峰期的風(fēng)光出力做一個(gè)減法，減出來我們把這個(gè)差值從大到下排列，取這個(gè)差值最大的前5%對(duì)應(yīng)的最大的出力作為新能源參與調(diào)峰的出力取值。

但統(tǒng)計(jì)方法也存在缺點(diǎn)，首先是指標(biāo)比較單一，每應(yīng)對(duì)一種不同的分析場(chǎng)景必須計(jì)算出新的指標(biāo)；其次是沒有反映時(shí)序的問題；第三，雖然有概率化表達(dá)，但不能回答概率化的問題。

黃麗娟表示，針對(duì)該方法的缺點(diǎn)研究出三個(gè)解決方案。首先，研究一個(gè)概率化典型日出力曲線；另外，開展“8760”概率化表述，即概率化的典型日曲線、場(chǎng)景的降維，以及提取出概率化的場(chǎng)景。

她介紹到源荷耦合的表達(dá)方式，首先按時(shí)間劃分，即將負(fù)荷時(shí)段劃分成高峰時(shí)段、低谷時(shí)段和腰荷時(shí)段，分別對(duì)應(yīng)不同特征的新能源特性。

另外，定義風(fēng)光出力特征的指標(biāo)值，提取了三至五個(gè)特征因素，用來表征一條新能源的出力曲線。

例如可提取風(fēng)電的日發(fā)電量占比、反調(diào)峰特性，去分析與系統(tǒng)調(diào)峰平衡的影響。也可以提取高峰時(shí)段風(fēng)電的最小出力和低谷時(shí)段風(fēng)電的最大出力，主要反映新能源對(duì)電力系統(tǒng)平衡的影響。但問題還在于一組里有很多曲線，哪條曲線來代表這組的出力，需要再進(jìn)行篩選。每一組首先按凈負(fù)荷最大值來進(jìn)行選取，即選取前50%；再使用第二個(gè)指標(biāo)，反調(diào)峰特性來選取，在50%里再選前50%；這時(shí)選出1/4的曲線，再根據(jù)日出力的峰谷差來選取差值最大的曲線，代表1月的典型出力。光伏也是同樣的方法。

通過實(shí)踐的計(jì)算，她總結(jié)出源荷特征聚類的方法有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)。

一是充分考慮新能源跟負(fù)荷之間的耦合關(guān)系，時(shí)間、負(fù)荷的時(shí)段在曲線選取上都有所表達(dá)。

二是聚類得出的曲線是一條實(shí)際運(yùn)行中的真實(shí)曲線，保留了波動(dòng)性。

三是保留部分極端的場(chǎng)景，便于研究風(fēng)光極端場(chǎng)景下的電力平衡的情況。

黃麗娟提出，“8760”曲線可以使用三個(gè)利用小時(shí)數(shù)表達(dá)，一是發(fā)電全年利用小時(shí)數(shù)，二是月度電量的分配曲線，三是主小時(shí)的電量分配曲線。

但歷史的樣本極其有限，在應(yīng)用中會(huì)存在問題，例如廣西地區(qū)新能源大規(guī)模發(fā)展，但目前為止可能只有5條“8760”的曲線，這5條聚類效果能否反映真實(shí)情況并沒有實(shí)證。針對(duì)“8760”場(chǎng)景主要分析方法是電量的平衡，生成“8760”場(chǎng)景為計(jì)算場(chǎng)景，然后基于該場(chǎng)景進(jìn)行多年的運(yùn)行模擬，最后基于這個(gè)計(jì)算的結(jié)果統(tǒng)計(jì)電量不足跟棄風(fēng)量等相關(guān)的指標(biāo)。

針對(duì)“8760”場(chǎng)景，生成三套概率化的“8760”曲線，針對(duì)典型日聚類，篩選出最佳的聚類數(shù)，得出相應(yīng)的日出力曲線，再將它們放入時(shí)序的模擬仿真程序中，最后運(yùn)行出來的結(jié)果可以支撐概率化的問題，同時(shí)也支撐起極端場(chǎng)景的分析。 

原標(biāo)題：南方電網(wǎng)黃麗娟：新能源出力特性概率化表達(dá)及在規(guī)劃工作中的應(yīng)用研究