一种基于新能源消纳的区域电网优化方法与流程

1.本发明涉及电网优化技术领域，尤其是一种基于新能源消纳的区域电网优化方法。


背景技术：

2.近年来，随着新能源革命和数据智能化技术的快速发展，在部分区域开始布置有新能源资源用于发电，区别于传统的发电模式，新能源发电存在较大的区别，新能源发电受时段、季节和气候的影响较大，相较于传统的发电模式波动性较大，从而导致供电稳定性不高；现提出一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，解决上述问题。
3.在中国专利文献上公开的“一种用于新能源消纳分析的电网优化分区方法”，其公开号为cn110635506b，公开了一种用于新能源消纳分析的电网优化分区方法，通过长时间统计数据分析，用时序匹配度这一关键特征指标，衡量光伏电站的发电出力和电力负荷在时序上的匹配程度；但其根据新能源消纳进行电网分区，计算过程复杂，且适用范围小。


技术实现要素：

4.本发明解决了区域内新能源发电相较于传统的发电模式波动性较大从而导致供电稳定性不高的问题，提出一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，根据新能源出力技术特性，获取新能源总发电和电力负荷的联系特征，然后根据待修正数据进行发电补偿，提高电力系统的调节能力，保证区域内供电的稳定。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，包括以下步骤：s1，确定待优化电力区域，获取区域内的新能源资源实际情况和电力负荷数据；s2，根据新能源出力技术特性，并结合新能源资源实际情况，确定新能源总发电和电力负荷的联系特征；s3，根据联系特征，确定单位时间内发电数据的待修正数据，根据储能站和待修正数据，进行发电补偿；s4，通过发电补偿后，对发电补偿结果进行监测，使区域电网得到最佳优化。
6.本发明中，首先，选取待优化区域，该待优化区域需满足必要条件，随后获取区域内的相关数据；然后结合新能源出力技术特性和新能源资源实际情况，得出新能源总发电与电力负荷的联系特征，由联系特征计算得到待修正数据，最后利用待修正数据进行相应的发电补偿；在发电补偿的过程中以及在发电补偿之后，进行全程监测，保证区域电网的最佳优化结果，保证区域内的供电稳定。
7.作为优选，所述步骤s1包括以下步骤：s11，选取符合条件的待优化电力区域，该区域内的新能源资源情况以及电力调度情况均满足优化需求；s12，统计该区域内的新能源资源实际情况，包括新能源种类和分布信息以及新能
源工作情况；新能源种类包括风力发电和光伏发电；s13，由上一级电网平台或者区域电网平台调取历史时段内的电力负荷数据，该电力负荷数据具体为电力调度能涉及的范围内的电力负荷数据。
8.本发明中，待优化电力区域需在硬件和软件上均符合条件，以保证电力优化调度的可实行性；随后对新能源资源实际情况进行统计，对新能源的种类、数量以及位置分布进行核查，并确定新能源的通电工作状况；由电网平台获取电力负荷数据，该电力负荷数据所述的电力调度能涉及的范围即为待优化电力区域的调度范围。
9.作为优选，所述步骤s2包括以下步骤：s21，分别获取各种类新能源出力技术特征，绘制各种类新能源的出力情况与时间的曲线图；s22，对新能源资源实际情况中的种类、数量以及规格情况进行分析并设置相应的权重，得到新能源总发电与电力负荷的联系特征，并对联系特征进行可视化绘制出曲线图，新能源总发电和电力负荷分别为关于时间的两条曲线；其中，新能源总发电具体为新能源总发电量或者能与新能源总发电量直接转换的权重数值；s23，将曲线图进行特殊点或者已知点的近似拟合，分别确定新能源总发电和电力负荷的近似函数。
10.本发明中，步骤s2的过程中，各种类新能源出力技术特征波动性大，通过生成曲线图来进行表示，将各种类新能源的出力情况和种类、数量以及规格情况进行结合，具体结合的方式为将种类、数量以及规格情况设置权重，再将各种类新能源的出力情况与权重值进行计算，得到新能源总发电，并且与电力负荷结合形成两者之间的联系特征；根据联系特征能够快速形成曲线图，对于形成的两条曲线图通过近似拟合的方式确定相应的近似函数，方便后续的分析与计算。
11.作为优选，所述步骤s3包括以下步骤：s31，根据联系特征的曲线图或者由曲线图拟合出的近似函数，计算出单位时间内或者单位时刻的待修正数据；s32，获取区域内储能站的电力信息以及规格信息，所述电力信息包括储能站最大容量信息和电量损耗信息，所述规格信息包括储能站数据和位置信息；s33，根据待修正数据和储能站的电力信息以及规格信息，按照新能源总发电量大于电力负荷的前提进行适应性调配，调配完成后即进行发电补偿。
12.本发明中，根据步骤s2的结果，获取相应的时间段内的待修正数据，同时获取储能站的相关信息；由待修正数据结合储能站信息进行调配和发电补偿。
13.作为优选，所述适应性调配包括以下两种情况：q331，在某一时刻或者单位时段内，若新能源总发电量大于电力负荷，此时为盈余状态，则将待修正数据进行单位标准化转换成相应的电能数据，将70%至90%的电能存储至储能站中；q332，若新能源总发电量小于或等于电力负荷，此时为亏损状态，则将待修正数据进行单位标准化转换成相应的电能数据，从储能站补充110%至140%的电能进行供电。
14.本发明中，针对于不同的情况，分别进行相应的适应性调配，；当处于盈余状态时，将部分电能存储至最近的储能站之中；当处于亏损状态时，由最近的储能站补充电能。
15.作为优选，所述发电补偿的来源为储能站，储能站包括新能源储能站和由燃煤机组和供热火电机组发电的传统储能站，以新能源储能站进行优先调配，以传统储能站进行备选调配。
16.本发明中，传统储能站与新能源储能站均存在一定的电能损耗问题，在适应性调配的过程中，已考虑到电能损耗问题，并对该部分的电能进行预增加，保证电能的充足调配。
17.作为优选，所述步骤s4还包括：在发电补偿过程中，对调配负荷同样采取监测措施，各个监测点设置在新能源资源所在位置、储能站位置以及新能源资源所在位置和储能站位置之间的重要节点处，各个重要节点均统一受调度。
18.本发明中，在发电补偿中，利用各个重要节点的监测，获取区域内的监测数据，监测数据统一发送至电网平台，且能够根据监测数据进行临时调度。
19.作为优选，所述近似拟合过程中，预先设置有预期近似误差度，在近似拟合过程中满足各处的实际近似误差度均小于预期近似误差度。
20.本发明中，设置的预期近似误差度根据实际情况进行预设，并能够根据后续的监测结果进行灵活调整。
21.本发明的有益效果是：1、根据新能源出力技术特性，获取新能源总发电和电力负荷的联系特征，然后根据待修正数据进行发电补偿，提高电力系统的调节能力，保证区域内供电的稳定；2、在发电补偿后对发电补偿结果进行监测，保持优化调度的稳定，保证区域电网的最佳优化结果。
附图说明
22.图1是本发明一种基于新能源消纳的区域电网优化方法的流程图。
具体实施方式
23.为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本发明的一种最佳实施例，仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围，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。
24.实施例1：本实施例提出一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，参考图1，包括以下多个步骤。
25.步骤s1，确定待优化电力区域，获取区域内的新能源资源实际情况和电力负荷数据；具体的，该步骤包括多个子步骤。
26.步骤s11，选取符合条件的待优化电力区域，该区域内的新能源资源情况以及电力调度情况均满足优化需求；具体的，待优化电力区域需要在新能源资源情况上有一定的规模，在规模以上才能符合条件，同时，其电力调度的相关硬件也需符合条件。
27.步骤s12，统计该区域内的新能源资源实际情况，包括新能源种类和分布信息以及新能源工作情况；新能源种类包括风力发电和光伏发电；具体的，对新能源的种类、数量以
及位置分布进行统计。
28.步骤s13，由上一级电网平台或者区域电网平台调取历史时段内的电力负荷数据，该电力负荷数据具体为电力调度能涉及的范围内的电力负荷数据；具体的，调取的电力负荷数据为历史时段内的数据，该电力负荷数据所述的电力调度能涉及的范围即为待优化电力区域的调度范围。
29.步骤s2，根据新能源出力技术特性，并结合新能源资源实际情况，确定新能源总发电和电力负荷的联系特征；具体的，包括以下子步骤。
30.步骤s21，分别获取各种类新能源出力技术特征，绘制各种类新能源的出力情况与时间的曲线图；具体的，该步骤中的曲线图的横坐标为时间，纵坐标为各种类新能源的出力情况的图，各种类新能源的出力情况为无量纲的值，但各种类新能源的出力情况均可通过转换系数转换为相应新能源的发电量。
31.步骤s22，对新能源资源实际情况中的种类、数量以及规格情况进行分析并设置相应的权重，得到新能源总发电与电力负荷的联系特征，并对联系特征进行可视化绘制出曲线图，新能源总发电和电力负荷分别为关于时间的两条曲线；其中，新能源总发电具体为新能源总发电量或者能与新能源总发电量直接转换的权重数值；具体的，该步骤中的曲线图的横坐标为时间，纵坐标为新能源总发电或者电力负荷。
32.步骤s23，将曲线图进行特殊点或者已知点的近似拟合，分别确定新能源总发电和电力负荷的近似函数；具体的，进行近似拟合的目的是为了后续计算的方便。
33.具体的，在近似拟合过程中，预先设置有预期近似误差度，在近似拟合过程中满足各处的实际近似误差度均小于预期近似误差度。本实施例中，设置的预期近似误差度根据实际情况进行预设，并能够根据后续的监测结果进行灵活调整。
34.步骤s3，根据联系特征，确定单位时间内发电数据的待修正数据，根据储能站和待修正数据，进行发电补偿；具体包括以下子步骤。
35.步骤s31，根据联系特征的曲线图或者由曲线图拟合出的近似函数，计算出单位时间内或者单位时刻的待修正数据；具体的，待修正数据即为新能源总发电与电力负荷的差值，一般的，为一个函数式。
36.步骤s32，获取区域内储能站的电力信息以及规格信息，电力信息包括储能站最大容量信息和电量损耗信息，规格信息包括储能站数据和位置信息；具体的，储能站数据包括储能站数量和类型。
37.步骤s33，根据待修正数据和储能站的电力信息以及规格信息，按照新能源总发电量大于电力负荷的前提进行适应性调配，调配完成后即进行发电补偿；具体的，新能源总发电量略大于电力负荷的情况下，即为电网最佳优化状态。
38.具体的，发电补偿的来源为储能站，储能站包括新能源储能站和由燃煤机组和供热火电机组发电的传统储能站，以新能源储能站进行优先调配，以传统储能站进行备选调配。本实施例中，传统储能站与新能源储能站均存在一定的电能损耗问题，在适应性调配的过程中，已考虑到电能损耗问题，并对该部分的电能进行预增加，保证电能的充足调配。
39.对于适应性调配包括以下两种情况：q331，在某一时刻或者单位时段内，若新能源总发电量大于电力负荷，此时为盈余状态，则将待修正数据进行单位标准化转换成相应的电能数据，将70%至90%的电能存储至
储能站中。具体的，这种情况下，能够解决新能源发电有剩余情况下电能的储存问题。
40.q332，若新能源总发电量小于或等于电力负荷，此时为亏损状态，则将待修正数据进行单位标准化转换成相应的电能数据，从储能站补充110%至140%的电能进行供电。本实施例中，针对于不同的情况，分别进行相应的适应性调配，；当处于盈余状态时，将部分电能存储至最近的储能站之中；当处于亏损状态时，由最近的储能站补充电能；具体的，在这种情况下，最近的储能站一般为传统储能站。
41.本实施例中，首先，选取待优化区域，该待优化区域需满足必要条件，随后获取区域内的相关数据；然后结合新能源出力技术特性和新能源资源实际情况，得出新能源总发电与电力负荷的联系特征，由联系特征计算得到待修正数据，最后利用待修正数据进行相应的发电补偿；在发电补偿的过程中以及在发电补偿之后，进行全程监测，保证区域电网的最佳优化结果，保证区域内的供电稳定。
42.本实施例中，待优化电力区域需在硬件和软件上均符合条件，以保证电力优化调度的可实行性；随后对新能源资源实际情况进行统计，对新能源的种类、数量以及位置分布进行核查，并确定新能源的通电工作状况；由电网平台获取电力负荷数据，该电力负荷数据所述的电力调度能涉及的范围即为待优化电力区域的调度范围。
43.本实施例中，步骤s2的过程中，各种类新能源出力技术特征波动性大，通过生成曲线图来进行表示，将各种类新能源的出力情况和种类、数量以及规格情况进行结合，具体结合的方式为将种类、数量以及规格情况设置权重，再将各种类新能源的出力情况与权重值进行计算，得到新能源总发电，并且与电力负荷结合形成两者之间的联系特征；根据联系特征能够快速形成曲线图，对于形成的两条曲线图通过近似拟合的方式确定相应的近似函数，方便后续的分析与计算。
44.本实施例中，根据步骤s2的结果，获取相应的时间段内的待修正数据，同时获取储能站的相关信息；由待修正数据结合储能站信息进行调配和发电补偿。
45.实施例2在实施例1的基础上，步骤s4还包括：在发电补偿过程中，对调配负荷同样采取监测措施，各个监测点设置在新能源资源所在位置、储能站位置以及新能源资源所在位置和储能站位置之间的重要节点处，各个重要节点均统一受调度。本实施例中，在发电补偿中，利用各个重要节点的监测，获取区域内的监测数据，监测数据统一发送至电网平台，各个重要节点能够由电网平台控制，电网平台发送控制指令进行单独或者统一调度。
46.以上所述之具体实施方式为本发明一种基于新能源消纳的区域电网优化方法的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明之形状、结构所作的等效变化均在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，包括以下步骤：s1，确定待优化电力区域，获取区域内的新能源资源实际情况和电力负荷数据；s2，根据新能源出力技术特性，并结合新能源资源实际情况，确定新能源总发电和电力负荷的联系特征；s3，根据联系特征，确定单位时间内发电数据的待修正数据，根据储能站和待修正数据，进行发电补偿；s4，通过发电补偿后，对发电补偿结果进行监测，使区域电网得到最佳优化。2.根据权利要求1所述的一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，所述步骤s1包括以下步骤：s11，选取符合条件的待优化电力区域，该区域内的新能源资源情况以及电力调度情况均满足优化需求；s12，统计该区域内的新能源资源实际情况，包括新能源种类和分布信息以及新能源工作情况；新能源种类包括风力发电和光伏发电；s13，由上一级电网平台或者区域电网平台调取历史时段内的电力负荷数据，该电力负荷数据具体为电力调度能涉及的范围内的电力负荷数据。3.根据权利要求1或2所述的一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，所述步骤s2包括以下步骤：s21，分别获取各种类新能源出力技术特征，绘制各种类新能源的出力情况与时间的曲线图；s22，对新能源资源实际情况中的种类、数量以及规格情况进行分析并设置相应的权重，得到新能源总发电与电力负荷的联系特征，并对联系特征进行可视化绘制出曲线图，新能源总发电和电力负荷分别为关于时间的两条曲线；其中，新能源总发电具体为新能源总发电量或者能与新能源总发电量直接转换的权重数值；s23，将曲线图进行特殊点或者已知点的近似拟合，分别确定新能源总发电和电力负荷的近似函数。4.根据权利要求3所述的一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，所述步骤s3包括以下步骤：s31，根据联系特征的曲线图或者由曲线图拟合出的近似函数，计算出单位时间内或者单位时刻的待修正数据；s32，获取区域内储能站的电力信息以及规格信息，所述电力信息包括储能站最大容量信息和电量损耗信息，所述规格信息包括储能站数据和位置信息；s33，根据待修正数据和储能站的电力信息以及规格信息，按照新能源总发电量大于电力负荷的前提进行适应性调配，调配完成后即进行发电补偿。5.根据权利要求4所述的一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，所述适应性调配包括以下两种情况：q331，在某一时刻或者单位时段内，若新能源总发电量大于电力负荷，此时为盈余状态，则将待修正数据进行单位标准化转换成相应的电能数据，将70%至90%的电能存储至储能站中；q332，若新能源总发电量小于或等于电力负荷，此时为亏损状态，则将待修正数据进行
单位标准化转换成相应的电能数据，从储能站补充110%至140%的电能进行供电。6.根据权利要求4所述的一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，所述发电补偿的来源为储能站，储能站包括新能源储能站和由燃煤机组和供热火电机组发电的传统储能站，以新能源储能站进行优先调配，以传统储能站进行备选调配。7.根据权利要求1所述的一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，所述步骤s4还包括：在发电补偿过程中，对调配负荷同样采取监测措施，各个监测点设置在新能源资源所在位置、储能站位置以及新能源资源所在位置和储能站位置之间的重要节点处，各个重要节点均统一受调度。8.根据权利要求3所述的一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，其特征在于，所述近似拟合过程中，预先设置有预期近似误差度，在近似拟合过程中满足各处的实际近似误差度均小于预期近似误差度。

技术总结
本发明公开了一种基于新能源消纳的区域电网优化方法，有如下步骤：S1，确定待优化电力区域，获取区域内的新能源资源实际情况和电力负荷数据；S2，根据新能源出力技术特性，并结合新能源资源实际情况，确定新能源总发电和电力负荷的联系特征；S3，根据联系特征，确定单位时间内发电数据的待修正数据，根据储能站和待修正数据，进行发电补偿；S4，通过发电补偿后，对发电补偿结果进行监测，使区域电网得到最佳优化。解决区域内新能源发电相较于传统的发电模式波动性较大导致的供电稳定性不高的问题；根据新能源出力技术特性，获取新能源总发电和电力负荷的联系特征，然后根据待修正数据进行发电补偿，保证区域内供电的稳定。保证区域内供电的稳定。保证区域内供电的稳定。


技术研发人员：张炜 陈超 龚利武 杨玉锐 刘胜利 杨强 钱伟杰 周晓琴 钱金跃 吴韬 徐克 胡雷剑 顾一星 万家建 顾强杰 吴迪
受保护的技术使用者：国网浙江省电力有限公司 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 平湖市通用电气安装有限公司
技术研发日：2023.03.03
技术公布日：2023/7/20