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通過置信容量、有效容量、反調(diào)峰特性三個指標(biāo)來統(tǒng)計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”第二分論壇——關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用專場在華北電力大學(xué)順利召開。分論壇邀請多位專家、學(xué)者圍繞碳達峰和碳中和遠景目標(biāo)，針對新型電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用，進行深入研討。

會上，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)波動性、間歇性、隨機性，針對這三個特征，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)容量需要達到多少才能保證新能源送出。

常規(guī)情況下，通過三個指標(biāo)來統(tǒng)計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。一般用于對網(wǎng)架進行校核，即當(dāng)網(wǎng)架保證送出95%或者98%電量時，認為網(wǎng)架可以滿足要求，目前，部分地區(qū)棄風(fēng)棄電量達到95%，就使用該電量消納來統(tǒng)計。

三是，反調(diào)峰特性。把負荷高峰期的風(fēng)光出力做一個減法，減出來我們把這個差值從大到下排列，取這個差值最大的前5%對應(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)計方法也存在缺點，首先是指標(biāo)比較單一，每應(yīng)對一種不同的分析場景必須計算出新的指標(biāo)；其次是沒有反映時序的問題；第三，雖然有概率化表達，但不能回答概率化的問題。

黃麗娟表示，針對該方法的缺點研究出三個解決方案。首先，研究一個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、場景的降維，以及提取出概率化的場景。

她介紹到源荷耦合的表達方式，首先按時間劃分，即將負荷時段劃分成高峰時段、低谷時段和腰荷時段，分別對應(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。也可以提取高峰時段風(fēng)電的最小出力和低谷時段風(fēng)電的最大出力，主要反映新能源對電力系統(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，需要再進行篩選。每一組首先按凈負荷最大值來進行選取，即選取前50%；再使用第二個指標(biāo)，反調(diào)峰特性來選取，在50%里再選前50%；這時選出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。

通過實踐的計算，她總結(jié)出源荷特征聚類的方法有以下幾個優(yōu)勢。

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

二是聚類得出的曲線是一條實際運行中的真實曲線，保留了波動性。

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

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

但歷史的樣本極其有限，在應(yīng)用中會存在問題，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情況并沒有實證。針對“8760”場景主要分析方法是電量的平衡，生成“8760”場景為計算場景，然后基于該場景進行多年的運行模擬，最后基于這個計算的結(jié)果統(tǒng)計電量不足跟棄風(fēng)量等相關(guān)的指標(biāo)。

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

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