專利名稱：海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種適用于海島新能源供電系統(tǒng)的調(diào)度方法。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及自然資源的日益稀缺，海島資源的重要性日益顯現(xiàn)，海島的開發(fā)利用特別是無居民海島的開發(fā)利用項目也越來越多。海島旅游、海島漁業(yè)加工以及海島工業(yè)項目國際化等產(chǎn)業(yè)將成為沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的增長點(diǎn)。海島合理有效的開發(fā)利用離不開安全可靠的電能供應(yīng)，海島供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行是海 島一切社會經(jīng)濟(jì)活動正常有序運(yùn)行的基石。因此，海島供電系統(tǒng)在海島的開發(fā)利用中發(fā)揮著重大作用。海島四面環(huán)海，地理位置比較偏僻，遠(yuǎn)離電源，但海流能、風(fēng)能以及太陽能等可再生清潔能源儲能十分豐富，而且海島容量比較小，一般為數(shù)MVA，因此發(fā)展海島新能源供電系統(tǒng)，充分利用風(fēng)力發(fā)電技術(shù)、海流能發(fā)電技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù)等，提高海島供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量以及可靠性，是海島供電系統(tǒng)研發(fā)的主要趨勢。微網(wǎng)是將各種分布式新能源發(fā)電、儲能裝置和供電負(fù)荷集成利用的一種有效形式?；谖⒕W(wǎng)技術(shù)，建立一個多種波動式清潔能源發(fā)電裝置、儲能裝置的海島新能源電網(wǎng)，將是集成利用新能源發(fā)電、提高海島供電能力和可靠性的重要途徑。相比一般的微網(wǎng)，在海島新能源供電系統(tǒng)中，供電電源主要由風(fēng)力發(fā)電機(jī)、光伏發(fā)電機(jī)以及海流能發(fā)電機(jī)等組成，這些新能源發(fā)電機(jī)出力受氣候條件等因素影響很大，具有很大的波動性和隨機(jī)性。新能源出力以及負(fù)荷的預(yù)測存在較大的不確定性，預(yù)測誤差相對比較大。在預(yù)測誤差比較大的情況下制定調(diào)度計劃將對海島供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成較大的隱患。因此，當(dāng)海島供電系統(tǒng)預(yù)測的可信度不能滿足要求時，需要將調(diào)度時間尺度適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)預(yù)測結(jié)果的可信度，制定海島新能源供電系統(tǒng)時間尺度自適應(yīng)的調(diào)整方法，有利于海島新能源供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容
參照大電網(wǎng)的調(diào)度時間尺度，根據(jù)海島新能源供電系統(tǒng)自身特點(diǎn)，將分為不同的時間尺度，包括周計劃、日計劃、小時前計劃、實時調(diào)度計劃等。本專利針對周計劃、日計劃和小時前計劃三個時間尺度進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。小時前調(diào)度計劃可以根據(jù)超短期預(yù)測結(jié)果的可信度調(diào)整調(diào)度周期，日計劃和周計劃可以根據(jù)短期預(yù)測結(jié)果的可信度調(diào)整調(diào)度周期。其中，可信度是對負(fù)荷預(yù)測的誤差以及誤差的規(guī)律的評價。海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整方法適用于不同時間尺度的調(diào)度計劃，因此，這些調(diào)度計劃都按照如下方法進(jìn)行調(diào)度周期的調(diào)整。假設(shè)初始的調(diào)度時間尺度為Ts，預(yù)測結(jié)果可信度初始門檻為P_。對海島新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的可信度進(jìn)行評價，得到其可信度為P_。如果> Pmax，則形成調(diào)度時間周期為T = Ts ;如果< Pfflax,則調(diào)度周期Ts不適合，按如下公式縮短調(diào)度周期T = kXTs，k代表縮減系數(shù)，k G (O，I)，縮減系數(shù)與P_相關(guān)。如果可信度位于區(qū)間(0. 9Pmax，P max)時，調(diào)度周期調(diào)整為0. 9TS;可信度Pcm位于區(qū)間(0. SPmax, 0. 9Pmax]時，調(diào)度周期調(diào)整為0. 8TS ;可信度Pcm位于區(qū)間(0. 7Pmax，0. 8Pmax]時，調(diào)度周期調(diào)整為0. 7TS;可信度Prae位于區(qū)間
時，調(diào)度周期調(diào)整為0. 5TS。周計劃、日計劃、小時前計劃三種調(diào)度計劃的調(diào)度周期全部按此方法調(diào)整。


圖I是本發(fā)明包含新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測 結(jié)果可信度預(yù)測模塊和調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊的海島新能源供電系統(tǒng)EMS結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整工作流程 圖3是本發(fā)明海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整算法圖。
具體實施例方式本發(fā)明專利是一種適用于海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整的方法，在海島新能源供電系統(tǒng)EMS高級應(yīng)用軟件中，通過新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊和調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊來實現(xiàn)該方法。海島新能源供電系統(tǒng)EMS高級應(yīng)用軟件結(jié)構(gòu)圖如圖I所示，比傳統(tǒng)的大電網(wǎng)EMS，海島新能源供電系統(tǒng)EMS增加了預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊和調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊。預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊主要是對海島新能源供電系統(tǒng)中的風(fēng)能、光伏、海流能等新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測的結(jié)果給出可信度的預(yù)測。調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊主要是根據(jù)設(shè)定的調(diào)度周期初值以及可信度響應(yīng)算法來調(diào)整調(diào)度時間尺度。如圖2所示，預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊與新能源出力及負(fù)荷預(yù)測模塊共享歷史數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，并以此為依據(jù)預(yù)測出超短期與短期預(yù)測結(jié)果的可信度，輸出到調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊。時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊根據(jù)模塊中設(shè)定的調(diào)度時間尺度的初始值以及調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整算法，調(diào)整小時前調(diào)度計劃、日前調(diào)度計劃，以及周調(diào)度計劃的時間尺度(超短期預(yù)測結(jié)果的可信度對應(yīng)小時前調(diào)度計劃，短期預(yù)測結(jié)果的可信度對應(yīng)日前調(diào)度計劃以及周調(diào)度計劃)，并將得到的調(diào)整方法輸入到調(diào)度計劃模塊，新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測模塊以及預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊。調(diào)度計劃模塊根據(jù)調(diào)度周期輸入值進(jìn)行調(diào)度計劃的制定，新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測模塊、預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊也對預(yù)測周期進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。如圖3所示，調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊根據(jù)設(shè)定的小時前調(diào)度計劃、日前調(diào)度計劃以及周調(diào)度計劃的時間尺度以及輸入的預(yù)測結(jié)果的可信度預(yù)測值，分別調(diào)整調(diào)度時間尺度。假設(shè)初始的調(diào)度時間尺度為Ts，預(yù)測結(jié)果可信度初始門檻為P_。對海島新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的可信度進(jìn)行評價，得到其可信度為P_。如果^ Pfflax,則形成調(diào)度時間周期為T = T s ;如果< Pfflax,則調(diào)度周期Ts不適合，按如下公式縮短調(diào)度周期T = kXTs，k代表縮減系數(shù)，k G (0，1)，縮減系數(shù)與P_相關(guān)。如果可信度位于區(qū)間(0- 9Pmax,Pmax)時，調(diào)度周期調(diào)整為0.9TS;可信度于區(qū)間(0.8Pmax，0.9PmaJ時，調(diào)度周期調(diào)整為0. STs ;可信度Pra6位于區(qū)間(0. 7Pmax，0. SPmaJ時，調(diào)度周期調(diào)整為0. 7TS ;可信度Pcre位于區(qū)間
時，調(diào)度周期調(diào)整為0. 5TS。
權(quán)利要求
1.一種適用于海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，利用可信度的預(yù)測值，在可信度較低的情況下縮短調(diào)度時間尺度；在可信度較高的情況下保持原有調(diào)度時間尺度；在海島新能源供電系統(tǒng)EMS高級應(yīng)用軟件中實現(xiàn)，協(xié)助調(diào)度計劃的制定。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，在傳統(tǒng)大電網(wǎng)的EMS高級應(yīng)用軟件中，增加了預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊與調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊；所述可信度預(yù)測模塊，可通過歷史可信度數(shù)據(jù)，預(yù)測日類型以及氣象因素等，給出可信度的預(yù)測值，包括超短期以及短期預(yù)測結(jié)果的可信度預(yù)測值；所述調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊，可根據(jù)超短期預(yù)測結(jié)果的可信度預(yù)測值以及初始設(shè)定的周期和可信度門檻值，響應(yīng)小時前調(diào)度計劃周期的調(diào)整；根據(jù)短期預(yù)測結(jié)果的可信度預(yù)測值以及初始設(shè)定的周期和可信度門檻值，響應(yīng)日調(diào)度計劃以及周調(diào)度計劃周期的調(diào)整。
3.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于，所述調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊根據(jù)歷史記錄，設(shè)定可信度門檻值Pmax，在可信度預(yù)測模塊給出的可信度預(yù)測值< Pfflax開始響應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求5所述的海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整方法，其特征在于調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊將調(diào)度周期響應(yīng)區(qū)間分為η個等級；可信度越高，等級越高，調(diào)度計劃制定周期越長，調(diào)度周期調(diào)整量越?。豁憫?yīng)區(qū)間和調(diào)度周期幅度調(diào)整示例如下如果可信度Prae位于區(qū)間(O. 9Pmax,Pmax)時，調(diào)度周期調(diào)整為O. 9TS;可信度位于區(qū)間(O. SPmax,O. 9Pmax)時，調(diào)度周期調(diào)整為O. STs;可信度于區(qū)間(O. 7Pmax，0. SPmax)時，調(diào)度周期調(diào)整為O. 7TS;可信度？_位于區(qū)間(O，O. 7Pmax)時，調(diào)度周期調(diào)整為O. 5TS ;小時前調(diào)度計劃，日調(diào)度計劃及周調(diào)度計劃的調(diào)度周期全部按此方法調(diào)整。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用于海島新能源供電系統(tǒng)調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整方法。針對海島供電系統(tǒng)中新能源占電源比重大、負(fù)荷和電源出力的不確定性大且難以預(yù)測的特點(diǎn)，本發(fā)明提出在海島新能源供電系統(tǒng)EMS高級應(yīng)用軟件中，增加新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊和調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊來實現(xiàn)該方法。所述新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測結(jié)果可信度預(yù)測模塊，對新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測的可信度進(jìn)行預(yù)測。所述調(diào)度時間尺度自適應(yīng)調(diào)整模塊，根據(jù)可信度預(yù)測結(jié)果自動調(diào)整調(diào)度計劃的時間尺度。本發(fā)明的特點(diǎn)在于是根據(jù)新能源出力以及負(fù)荷預(yù)測結(jié)果的可信度調(diào)整調(diào)度周期的時間尺度，以協(xié)助維護(hù)海島新能源供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
文檔編號H02J3/00GK102769288SQ20121024588
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者張智焜, 曹一家, 李龍, 譚益, 黎燦兵 申請人:湖南大學(xué)