本發(fā)明關(guān)于能源發(fā)電
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是關(guān)于新能源的規(guī)劃評估技術(shù)，具體的講是一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
：本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本發(fā)明的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認(rèn)是現(xiàn)有技術(shù)。近年來，我國新能源發(fā)電發(fā)展迅猛，2016年一季度，我國風(fēng)電新增并網(wǎng)容量533萬千瓦，截至3月底，累計并網(wǎng)容量達到1.34億千瓦。同時，截止2015年底，我國光伏累計裝機超過43GW，超越德國成為全球光伏累計裝機量最大的國家。隨著風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源接入電網(wǎng)的規(guī)模不斷增大，其出力的不確定性和隨機性，給電網(wǎng)規(guī)劃帶來了很多新的要求。目前電力系統(tǒng)規(guī)劃工作多采用基本條件分析、基本功能分析、基本形態(tài)分析、動態(tài)分析、限制性條件分析和可靠性與經(jīng)濟分析等多種方法的綜合使用，通過實用化軟件進行模擬電網(wǎng)運行情況，校驗規(guī)劃方案的合理性。隨著新能源規(guī)模的成倍增加，對電力系統(tǒng)規(guī)劃工作提出新的技術(shù)需求和新的發(fā)展要求。在此基礎(chǔ)上：1)原有的確定性優(yōu)化規(guī)劃理論將不適應(yīng)新的形勢；2)基于不確定數(shù)學(xué)理論的電網(wǎng)規(guī)劃方法，很難綜合考慮電網(wǎng)規(guī)劃過程中的調(diào)峰約束、網(wǎng)絡(luò)約束、系統(tǒng)運行成本、新能源消納等所有問題，并且暫時還難以應(yīng)用于實際；3)基于方案優(yōu)選的規(guī)劃方法需要新的分析工具。因此，如何研究和開發(fā)出一種新的方案以適應(yīng)新能源規(guī)模的成倍增加對電力系統(tǒng)規(guī)劃工作提出新的技術(shù)需求和新的發(fā)展要求是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。技術(shù)實現(xiàn)要素：有鑒于此，本發(fā)明提供一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估方法以及設(shè)備，能夠有效考慮新能源出力的不確定性，定量給出現(xiàn)有電網(wǎng)態(tài)勢的經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及線路利用率指標(biāo)，并利用各個指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估，并根據(jù)評估結(jié)果提出電網(wǎng)的擴展規(guī)劃方案，能夠有效降低電網(wǎng)總成本和提高電網(wǎng)的新能源消納水平。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估方法，所述方法包括：獲取電網(wǎng)對應(yīng)的數(shù)據(jù)；根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定輸入態(tài)勢，所述輸入態(tài)勢包括風(fēng)電場年時序出力曲線、光伏發(fā)電年時序出力曲線、機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線；根據(jù)輸入態(tài)勢采用考慮電網(wǎng)調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流模型對電網(wǎng)進行運行模擬，得到經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)；根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)確定輸入態(tài)勢包括：根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)模擬生成風(fēng)電場年時序出力曲線；根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的光照強度的形狀參數(shù)、光伏陣列的面積以及光電轉(zhuǎn)換效率采用Beta分布的概率密度函數(shù)模擬生成光伏發(fā)電年時序出力曲線；根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的平均無故障工作時間以及平均修復(fù)時間采用序貫蒙特卡羅抽樣法確定機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)模擬生成風(fēng)電場年時序出力曲線包括：獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)電場歷史出力曲線、風(fēng)力發(fā)電機的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速；根據(jù)風(fēng)電場歷史出力曲線采用時間序列法中的自回歸滑動平均模型ARMA模擬生成風(fēng)電場全年每小時的風(fēng)速曲線；根據(jù)切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速確定風(fēng)力發(fā)電機出力與風(fēng)速的非線性函數(shù)關(guān)系；根據(jù)所述風(fēng)速曲線以及所述非線性函數(shù)關(guān)系模擬風(fēng)力發(fā)電機年出力時序曲線。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述數(shù)據(jù)包括發(fā)電機成本參數(shù)、機組的有功功率、機組的有功出力上限、機組的有功出力下限、所有機組集、負荷節(jié)點的單位切負荷電量成本、節(jié)點的負荷、所有節(jié)點集合、風(fēng)電場和光伏電站的單位棄風(fēng)、棄光電量成本、風(fēng)電場歷史時序出力曲線、光伏電站歷史時序出力曲線、風(fēng)力發(fā)電機出力特性、光伏發(fā)電機參數(shù)、線路的有功功率和線路的有功功率上限，所述經(jīng)濟性指標(biāo)包括年發(fā)電成本、年切負荷電量成本、年棄風(fēng)以及棄光總成本，所述消納指標(biāo)包括年風(fēng)力發(fā)電量、年棄風(fēng)率、年光伏發(fā)電量以及年棄光率，所述線路利用指標(biāo)包括線路年利用小時數(shù)以及線路年滿載小時數(shù)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估包括：獲取預(yù)先設(shè)定的棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值以及切負荷率預(yù)設(shè)值；判斷所述棄風(fēng)率是否小于棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值；當(dāng)判斷為否時，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃；當(dāng)判斷為是時，繼續(xù)判斷所述切負荷率是否小于切負荷率預(yù)設(shè)值；當(dāng)判斷為否時，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃包括：根據(jù)所述線路年利用小時數(shù)以及線路年滿載小時數(shù)定義線路的綜合利用指標(biāo)；獲取預(yù)先設(shè)定的綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值；依次根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定所述電網(wǎng)的各個線路的綜合利用指標(biāo)；篩選出所述綜合利用指標(biāo)大于所述綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值的線路，組成線路集；從所述線路集中篩選出將要投建的線路；投建所述篩選出的線路，以完成對所述電網(wǎng)的擴展規(guī)劃。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，從所述線路集中篩選出將要投建的線路包括：對所述線路集中的線路進行擬擴建；確定擬擴建后的電網(wǎng)的收益/投資比；獲取預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值；判斷所述收益/投資比是否大于預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值；當(dāng)判斷為是時，所述線路即為將要投建的線路。本發(fā)明的目的之一是，提供了一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備，所述設(shè)備包括：電網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取裝置，用于獲取電網(wǎng)對應(yīng)的數(shù)據(jù)；輸入態(tài)勢確定裝置，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定輸入態(tài)勢，所述輸入態(tài)勢包括風(fēng)電場年時序出力曲線、光伏發(fā)電年時序出力曲線、機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線；態(tài)勢模擬裝置，用于根據(jù)所述輸入態(tài)勢采用考慮電網(wǎng)調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流模型對電網(wǎng)進行運行模擬，得到經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)；態(tài)勢評估裝置，用于根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述輸入態(tài)勢確定裝置包括：風(fēng)電場曲線確定模塊，用于根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)模擬生成風(fēng)電場年時序出力曲線；光伏曲線確定模塊，用于根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的光照強度的形狀參數(shù)、光伏陣列的面積以及光電轉(zhuǎn)換效率采用Beta分布的概率密度函數(shù)模擬生成光伏發(fā)電年時序出力曲線；狀態(tài)曲線確定模塊，用于根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的平均無故障工作時間以及平均修復(fù)時間采用序貫蒙特卡羅抽樣法確定機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述風(fēng)電場曲線確定模塊包括：風(fēng)速獲取單元，用于獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)電場歷史出力曲線、風(fēng)力發(fā)電機的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速；風(fēng)速曲線生成單元，用于根據(jù)風(fēng)電場歷史出力曲線采用時間序列法中的自回歸滑動平均模型ARMA模擬生成風(fēng)電場全年每小時的風(fēng)速曲線；關(guān)系確定單元，用于根據(jù)風(fēng)電場歷史出力曲線、切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速確定風(fēng)力發(fā)電機出力與風(fēng)速的非線性函數(shù)關(guān)系；時序曲線模擬單元，用于根據(jù)所述風(fēng)速曲線以及所述非線性函數(shù)關(guān)系模擬風(fēng)力發(fā)電機年出力時序曲線。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述態(tài)勢評估裝置包括：預(yù)設(shè)值獲取模塊，用于獲取預(yù)先設(shè)定的棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值以及切負荷率預(yù)設(shè)值；第一判斷模塊，用于判斷所述棄風(fēng)率是否小于棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值；第二判斷模塊，用于當(dāng)所述第一判斷模塊判斷為是時，繼續(xù)判斷所述切負荷率是否小于切負荷率預(yù)設(shè)值；電網(wǎng)擴展模塊，用于當(dāng)所述第一判斷模塊或第二判斷模塊判斷為否時，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述電網(wǎng)擴展模塊包括：利用指標(biāo)定義單元，用于根據(jù)所述線路年利用小時數(shù)以及線路年滿載小時數(shù)定義線路的綜合利用指標(biāo)；預(yù)設(shè)值獲取單元，用于獲取預(yù)先設(shè)定的綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值；綜合指標(biāo)確定單元，用于依次根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定所述電網(wǎng)的各個線路的綜合利用指標(biāo)；第一篩選單元，用于篩選出所述綜合利用指標(biāo)大于所述綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值的線路，組成線路集；第二篩選單元，用于從所述線路集中篩選出將要投建的線路；線路投建單元，用于投建所述篩選出的線路，以完成對所述電網(wǎng)的擴展規(guī)劃。在本發(fā)明的優(yōu)選實施方式中，所述第二篩選單元包括：模擬擴建單元，用于對所述線路集中的線路進行擬擴建；比值確定單元，用于依次確定擬擴建后的電網(wǎng)的收益/投資比；比值獲取單元，用于獲取預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值；第一判斷單元，用于判斷所述收益/投資比是否大于預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值；線路篩選單元，用于當(dāng)所述第一判斷單元判斷為是時，所述線路即為將要投建的線路本發(fā)明的有益效果在于，提供了一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估方法以及設(shè)備，采用序貫蒙特卡羅模擬法考慮機組的發(fā)電狀態(tài)和線路工作狀態(tài)，利用考慮調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流對電網(wǎng)態(tài)勢進行分析，通過態(tài)勢呈現(xiàn)和預(yù)測階段所提出的定量指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行展示，并分析評估電網(wǎng)的新能源消納情況和電網(wǎng)缺陷，利用態(tài)勢利導(dǎo)給出電網(wǎng)規(guī)劃方案，并評估所提規(guī)劃方案的各項指標(biāo)，能夠有效考慮新能源出力的不確定性，并定量給出現(xiàn)有電網(wǎng)態(tài)勢的經(jīng)濟性、新能源消納、線路利用率等指標(biāo)，以及利用態(tài)勢利導(dǎo)提出的電網(wǎng)規(guī)劃方案能夠有效降低電網(wǎng)總成本和提高電網(wǎng)的新能源消納水平。為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。附圖說明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明具體例中含風(fēng)電、光伏發(fā)電的IEEE-RTS24系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估方法的流程圖；圖3為圖2中的步驟S102的具體流程圖；圖4為圖3中的步驟S201的具體流程圖；圖5為圖2中的步驟S104的具體流程圖；圖6為圖5中的步驟S404的具體流程圖；圖7為圖6中的步驟S505的具體流程圖；圖8為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖；圖9為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中輸入態(tài)勢確定裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖10為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中風(fēng)電場曲線確定模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖11為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中態(tài)勢評估裝置的結(jié)構(gòu)框圖；圖12為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中電網(wǎng)擴展模塊的結(jié)構(gòu)框圖；圖13為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中第二篩選單元的結(jié)構(gòu)框圖；圖14為本發(fā)明提供的具體實施例中基于態(tài)勢感知的電網(wǎng)消納新能源發(fā)電評估與擴展規(guī)劃方法流程圖。具體實施方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本領(lǐng)域技術(shù)技術(shù)人員知道，本發(fā)明的實施方式可以實現(xiàn)為一種系統(tǒng)、裝置、設(shè)備、方法或計算機程序產(chǎn)品。因此，本公開可以具體實現(xiàn)為以下形式，即：完全的硬件、完全的軟件(包括固件、駐留軟件、微代碼等)，或者硬件和軟件結(jié)合的形式。下面參考本發(fā)明的若干代表性實施方式，詳細闡釋本發(fā)明的原理和精神。電力系統(tǒng)規(guī)劃思路和規(guī)劃方法需要進行嘗試和創(chuàng)新，而基于風(fēng)險分析和態(tài)勢感知(situationawareness，SA)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)度環(huán)節(jié)，其通過態(tài)勢評估(situationalassessment)對能夠引起系統(tǒng)態(tài)勢發(fā)生變化的安全要素進行獲取、理解，感知系統(tǒng)當(dāng)前所處的態(tài)勢，并能夠顯示和預(yù)測系統(tǒng)態(tài)勢的未來發(fā)展趨勢，在大數(shù)據(jù)背景下的系統(tǒng)評估過程中將具有一定的優(yōu)勢和先進性。本發(fā)明通過將態(tài)勢感知技術(shù)運用于含新能源發(fā)電的電網(wǎng)評估和擴展規(guī)劃中，能夠有效的覺察、理解、呈現(xiàn)和預(yù)測現(xiàn)有電網(wǎng)的運行態(tài)勢，并能夠定量給出電網(wǎng)態(tài)勢的經(jīng)濟性、新能源消納、線路利用率等指標(biāo)，指導(dǎo)下一階段的態(tài)勢利導(dǎo)，給出有效的電網(wǎng)規(guī)劃方案，降低電網(wǎng)的總成本和提高新能源消納能力。圖2為本發(fā)明提出的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估方法的具體流程圖，請參閱圖2，所述的方法包括：S101：獲取電網(wǎng)對應(yīng)的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)包括發(fā)電機成本參數(shù)、機組的有功功率、機組的有功出力上限、機組的有功出力下限、所有機組集、負荷節(jié)點的單位切負荷電量成本、節(jié)點的負荷、所有節(jié)點集合、風(fēng)電場和光伏電站的單位棄風(fēng)、棄光電量成本、風(fēng)電場歷史時序出力曲線、光伏電站歷史時序出力曲線、風(fēng)力發(fā)電機出力特性、光伏發(fā)電機參數(shù)、線路的有功功率和線路的有功功率上限。S102：根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定輸入態(tài)勢，所述輸入態(tài)勢包括風(fēng)電場年時序出力曲線、光伏發(fā)電年時序出力曲線、機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線。在本發(fā)明的其他實施方式中，輸入態(tài)勢還包括電網(wǎng)負荷時序曲線以及步驟S101中的所述電網(wǎng)的數(shù)據(jù)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)。圖3為步驟S102的具體流程圖，其詳細描述了風(fēng)電場年時序出力曲線、光伏發(fā)電年時序出力曲線、機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線的生成過程。如圖3所示，該步驟包括：S201：根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)確定風(fēng)電場年時序出力曲線。圖4為步驟S201的具體流程圖，其詳細介紹了如何確定風(fēng)電場年時序出力曲線。如圖4所示，該步驟包括：S301：獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)電場歷史出力曲線、風(fēng)力發(fā)電機的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速；S302：根據(jù)風(fēng)電場歷史出力曲線采用時間序列法中的自回歸滑動平均模型ARMA模擬生成風(fēng)電場全年每小時的風(fēng)速曲線。在本發(fā)明中，采用時間序列法中的自回歸滑動平均(Auto-RegressiveMovingAverage，ARMA)模型模擬生成風(fēng)電場全年每小時的風(fēng)速曲線。ARMA模型的一般表達式如下：yt＝φ1yt-1+φ2yt-2+···+φnyt-n+αt-θ1αt-1-θ2αt-2-···-θmαt-m(1)其中，yt為時刻t序列上的值，φ1,φ2,···,φn為自回歸參數(shù)；θ1,θ2,···,θn為滑動平均參數(shù)；αt是一個均值為0，方差為的正態(tài)白噪聲過程，如NID表示正態(tài)分布。則時刻t的風(fēng)速vt為：vt＝μ+σyt(2)其中，μ為平均風(fēng)速，σ為風(fēng)速標(biāo)準(zhǔn)差。S303：根據(jù)切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速確定風(fēng)力發(fā)電機出力與風(fēng)速的非線性函數(shù)關(guān)系；風(fēng)力發(fā)電機出力與風(fēng)速成非線性函數(shù)關(guān)系主要由風(fēng)力發(fā)電機的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速和額定風(fēng)速決定，其分段函數(shù)為：其中，vci,vr,vc0分別為切入風(fēng)速、額度風(fēng)速、切出風(fēng)速；Pr為額定功率；a,b,c為系數(shù)。S304：根據(jù)所述風(fēng)速曲線以及所述非線性函數(shù)關(guān)系模擬風(fēng)力發(fā)電機年出力時序曲線。如圖3所示，該步驟還包括：S202：根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的光照強度的形狀參數(shù)、光伏陣列的面積以及光電轉(zhuǎn)換效率采用Beta分布的概率密度函數(shù)模擬生成光伏發(fā)電年時序出力曲線。光伏電站的輸出功率由光照強度，光伏陣列面積和光電轉(zhuǎn)換效率等因素決定，具體計算公式為：Psg＝ESη，式中，E為光照強度，S為光伏陣列的面積，η為光電轉(zhuǎn)換效率。光照強度具有隨機性，本發(fā)明選取常用的Beta分布作為光照強度的近似分布，其概率密度函數(shù)如下：式中，E和Emax分別為當(dāng)前時段的實際光照強度和最大光照強度；α和β為Beta分布的光照強度的形狀參數(shù)，Γ為Gamma函數(shù)。S203：根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的平均無故障工作時間以及平均修復(fù)時間采用序貫蒙特卡羅抽樣法確定機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線。常規(guī)機組和線路一般都具有兩種狀態(tài)，即正常運行狀態(tài)和故障停運狀態(tài)。本發(fā)明采用序貫蒙特卡羅抽樣法生成常規(guī)機組和線路特定時段(全年)的時序工作狀態(tài)。一般情況下，機組或線路的正常運行持續(xù)時間和故障修復(fù)時間服從指數(shù)分布，正常運行持續(xù)時間τ1和故障修復(fù)時間τ2分別由式和式求出。式中，U1和U2是[0,1]上的均勻分布隨機數(shù)，λ為元件的故障率(即平均無故障工作時間MTTF的倒數(shù))和μ為修復(fù)率(即平均修復(fù)時間MTTR的倒數(shù))。如圖2所示，該方法還包括：S103：根據(jù)輸入態(tài)勢采用考慮電網(wǎng)調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流模型對電網(wǎng)進行運行模擬，得到電網(wǎng)的經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)。所述經(jīng)濟性指標(biāo)包括年發(fā)電成本、年切負荷電量成本、年棄風(fēng)以及棄光總成本，所述消納指標(biāo)包括年風(fēng)力發(fā)電量、年棄風(fēng)率、年光伏發(fā)電量以及年棄光率，所述線路利用指標(biāo)包括線路年利用小時數(shù)以及線路年滿載小時數(shù)。下面詳細介紹該步驟是如何實現(xiàn)的。本發(fā)明采用的考慮電網(wǎng)調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流對電網(wǎng)態(tài)勢進行理解和評估，具體模型如下：目標(biāo)函數(shù)部分的f為機組24小時的總發(fā)電成本，計算方法如下：其中，ck2，ck1，ck0是發(fā)電機成本參數(shù)，為機組k在時段t的有功功率，和為機組k的有功出力上下限，G為所有機組集。目標(biāo)函數(shù)部分的cl為系統(tǒng)的切負荷成本，計算方法如下：其中，為負荷節(jié)點k的單位切負荷電量成本，為負荷節(jié)點k在時段t的切負荷量，為節(jié)點k的負荷，N為所有節(jié)點集合。目標(biāo)函數(shù)部分的cw為系統(tǒng)的棄風(fēng)、棄光總成本，計算方式如下：其中，和為風(fēng)電場k和光伏電站k的單位棄風(fēng)、棄光電量成本，和分別為風(fēng)電場k和光伏電站k在時段t的實際發(fā)電量，和分別為風(fēng)電場k和光伏電站k在時段t的可發(fā)電量，WG為風(fēng)電場集合，SG為光伏電站集合。約束條件部分：其中式(6)分別表示發(fā)電機有功功率上下限約束。式(7)表示線路有功功率上限約束，Pij(t)和分別為線路lij在時段t的有功功率和線路的有功功率上限。式(8)為節(jié)點切負荷上限約束。式(9)為風(fēng)電發(fā)電功率上限約束，式(10)為光伏發(fā)電功率上限約束。式(11)為支路有功功率計算公式，其中為線路lij有功潮流向量與節(jié)點k注入功率之間的傳輸分布因子。式(12)為機組爬坡速率約束，和分別指機組有功出力單位時間的變化上下限。利用上述的式(13)、(14)、(15)計算可得一天的發(fā)電成本、切負荷成本、棄風(fēng)、光總成本，所述經(jīng)濟性指標(biāo)中的年發(fā)電成本、年切負荷電量成本、年棄風(fēng)以及棄光總成本利用以上結(jié)果進行全年365天求和即可得到。新能源消納指標(biāo)中的年風(fēng)力發(fā)電量計算方式如下：年棄風(fēng)率計算方式如下：其中，PWE和PWC分別為風(fēng)電場年可發(fā)電量總和和風(fēng)電場年棄風(fēng)電量總和，計算方式分別如下：年光伏發(fā)電總量的計算方法如下：其中，PSG為光伏的年發(fā)電總量，棄光率的計算方法同棄風(fēng)率計算方法相似，在此不再累述。年切負荷率計算方式如下：其中，PCD和PLD分別為年切負荷電量總和年負荷電量總和，計算方式分別如下：電網(wǎng)線路利用指標(biāo)中的線路年利用小時數(shù)計算方式如下：其中，Pij(t)和分別為線路lij在時段t的有功功率和線路的有功功率上限。電網(wǎng)線路利用指標(biāo)中的線路年滿載小時數(shù)即記錄線路達到滿載時的總小時數(shù)。S104：根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估。圖5為步驟S104的具體流程圖，請參閱圖5，步驟S104對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估，其進一步包括以下步驟：S401：獲取預(yù)先設(shè)定的棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值以及切負荷率預(yù)設(shè)值。棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值可通過WC0來表示，切負荷率可通過LC0來表示。S402：判斷所述棄風(fēng)率是否小于棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值，當(dāng)判斷為否時，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃；S403：當(dāng)判斷為是時，繼續(xù)判斷所述切負荷率是否小于切負荷率預(yù)設(shè)值，此處的切負荷率即為公式(21)中的年切負荷率；S404：當(dāng)判斷為否時，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃。也即，步驟S104判斷電網(wǎng)的棄風(fēng)率和切負荷率是否小于棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值WC0和切負荷率預(yù)設(shè)值LC0的要求，如果滿足要求，則說明當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理、線路容量充足，不需要擴建。如果不滿足要求，則進入態(tài)勢利導(dǎo)階段，對電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃。圖6為步驟S404的具體流程圖，請參閱圖6，對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃包括：S501：根據(jù)所述線路年利用小時數(shù)以及線路年滿載小時數(shù)定義線路的綜合利用指標(biāo)。根據(jù)態(tài)勢呈現(xiàn)和預(yù)測結(jié)果中的電網(wǎng)線路的年利用小時數(shù)和年滿載小時數(shù)定義線路的綜合利用指標(biāo)Hs。由于在最優(yōu)潮流的運行模擬中，線路滿載意味此時線路出現(xiàn)了阻塞，導(dǎo)致功率傳輸受阻，實際運行過程中，很有可能出現(xiàn)線路過載的情況，因此對線路滿載小時數(shù)賦予γ倍的權(quán)重，則線路的綜合指標(biāo)Hs計算方式如下：Hs＝Hr+γHf(25)其中，Hr和Hf分別為線路的年利用小時數(shù)和年滿載小時數(shù)。S502：獲取預(yù)先設(shè)定的綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值，在具體的實施方式中，綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值可通過H0來表示。S503：依次確定所述電網(wǎng)的各個線路的綜合利用指標(biāo)。在具體的實施方式中，各個線路的綜合利用指標(biāo)可通過Hs來表示。S504：篩選出所述綜合利用指標(biāo)大于所述綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值的線路，組成線路集。在具體的實施方式中，依次判斷每條線路的綜合利用指標(biāo)Hs是否大于綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值H0，當(dāng)判斷為是時，當(dāng)前線路即加入線路集S中，設(shè)總共篩選出k條線路，則線路集S中的S1代表第1條線路、S2代表第2條線路，……Sk代表第k條線路。S505：從所述線路集中篩選出將要投建的線路。圖7為步驟S505的具體流程圖，請參閱圖7，從所述線路集中篩選出將要投建的線路包括：S601：對所述線路集S中的線路進行擬擴建。在具體的實施方式中，可按照綜合指標(biāo)由大到小的順序依次進行擬擴建。S602：依次根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定擬擴建后的電網(wǎng)的收益/投資比。在具體的實施方式中，從線路集S中依次選取線路，針對每條線路進行擴建后確定電網(wǎng)的收益/投資比。如針對第1條線路S1進行擬擴建后確定電網(wǎng)的收益/投資比，收益/投資比的具體計算方法如下：其中，是指擴建線路后整個系統(tǒng)一年的總收益，包括發(fā)電成本、年棄風(fēng)成本、年切負荷成本的減小量。的計算方法是將線路加入現(xiàn)有電網(wǎng)中，利用態(tài)勢理解階段提出的運行模擬算法即步驟S103進行求解。是線路投資費用的等額年金，計算方式如下：其中，為線路lij的投資現(xiàn)值，i為銀行年復(fù)利利率，n為線路使用年限。S603：獲取預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值ε0；S604：判斷所述收益/投資比是否大于預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值；S605：當(dāng)判斷為是時，所述線路即為將要投建的線路。請參閱圖6，該步驟還包括：S506：投建所述篩選出的線路，以完成對所述電網(wǎng)的擴展規(guī)劃。由上述步驟可知，判斷該投建線路的收益/投資比是否大于給定值，如果是，則選擇投建該線路，并對投建完該線路的電網(wǎng)重新進行態(tài)勢評估。否則，依次選擇線路集中的下一條線路，直到線路集中的所有待選線路都不滿足收益/投資比要求，則結(jié)束電網(wǎng)的擴建過程，當(dāng)前確定的擴建方案即為最終電網(wǎng)規(guī)劃方案。如上所述即為本發(fā)明提供的一種對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變更進行控制的方法，采用序貫蒙特卡羅模擬法考慮機組的發(fā)電狀態(tài)和線路工作狀態(tài)，利用考慮調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流對電網(wǎng)態(tài)勢進行分析，通過態(tài)勢呈現(xiàn)和預(yù)測階段所提出的定量指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行展示，并分析評估電網(wǎng)的新能源消納情況和電網(wǎng)缺陷，利用態(tài)勢利導(dǎo)給出電網(wǎng)規(guī)劃方案，并評估所提規(guī)劃方案的各項指標(biāo)。該方法能夠有效考慮新能源出力的不確定性，并定量給出現(xiàn)有電網(wǎng)態(tài)勢的經(jīng)濟性、新能源消納、線路利用率等指標(biāo)，以及利用態(tài)勢利導(dǎo)提出的電網(wǎng)規(guī)劃方案能夠有效降低電網(wǎng)總成本和提高電網(wǎng)的新能源消納水平。應(yīng)當(dāng)注意，盡管在附圖中以特定順序描述了本發(fā)明方法的操作，但是，這并非要求或者暗示必須按照該特定順序來執(zhí)行這些操作，或是必須執(zhí)行全部所示的操作才能實現(xiàn)期望的結(jié)果。附加地或備選地，可以省略某些步驟，將多個步驟合并為一個步驟執(zhí)行，和/或?qū)⒁粋€步驟分解為多個步驟執(zhí)行。在介紹了本發(fā)明示例性實施方式的方法之后，接下來，參考附圖對本發(fā)明示例性實施方式的設(shè)備進行介紹。該設(shè)備的實施可以參見上述方法的實施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的術(shù)語“模塊”和“單元”，可以是實現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件。盡管以下實施例所描述的模塊較佳地以軟件來實現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖8為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖，請參閱圖8，所述設(shè)備包括：電網(wǎng)數(shù)據(jù)獲取裝置101，用于獲取電網(wǎng)對應(yīng)的數(shù)據(jù)。所述數(shù)據(jù)包括發(fā)電機成本參數(shù)、機組的有功功率、機組的有功出力上限、機組的有功出力下限、所有機組集、負荷節(jié)點的單位切負荷電量成本、節(jié)點的負荷、所有節(jié)點集合、風(fēng)電場和光伏電站的單位棄風(fēng)、棄光電量成本、風(fēng)電場歷史時序出力曲線、光伏電站歷史時序出力曲線、風(fēng)力發(fā)電機出力特性、光伏發(fā)電機參數(shù)、線路的有功功率和線路的有功功率上限。輸入態(tài)勢確定裝置102，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定輸入態(tài)勢，所述輸入態(tài)勢包括風(fēng)電場年時序出力曲線、光伏發(fā)電年時序出力曲線、機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線。在本發(fā)明的其他實施方式中，輸入態(tài)勢還包括電網(wǎng)負荷時序曲線以及電網(wǎng)對應(yīng)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)。圖9為輸入態(tài)勢確定裝置的結(jié)構(gòu)框圖，其詳細描述了風(fēng)電場年時序出力曲線、光伏發(fā)電年時序出力曲線、機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線的生成過程。如圖9所示，輸入態(tài)勢確定裝置102包括：風(fēng)電場曲線確定模塊201，用于根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)確定風(fēng)電場年時序出力曲線。圖10為風(fēng)電場曲線確定模塊的結(jié)構(gòu)框圖，其詳細介紹了如何確定風(fēng)電場年時序出力曲線。如圖10所示，該風(fēng)電場曲線確定模塊201包括：風(fēng)速獲取單元301，用于獲取電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的風(fēng)電場歷史出力曲線、風(fēng)力發(fā)電機的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速；風(fēng)速曲線生成單元302，用于根據(jù)風(fēng)電場歷史出力曲線采用時間序列法中的自回歸滑動平均模型ARMA模擬生成風(fēng)電場全年每小時的風(fēng)速曲線。在本發(fā)明中，采用時間序列法中的自回歸滑動平均(Auto-RegressiveMovingAverage，ARMA)模型模擬生成風(fēng)電場全年每小時的風(fēng)速曲線。函數(shù)關(guān)系確定單元303，用于根據(jù)切入風(fēng)速、切出風(fēng)速以及額定風(fēng)速確定風(fēng)力發(fā)電機出力與風(fēng)速的非線性函數(shù)關(guān)系。風(fēng)力發(fā)電機出力與風(fēng)速成非線性函數(shù)關(guān)系主要由風(fēng)力發(fā)電機的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速和額定風(fēng)速決定。時序曲線模擬單元304，用于根據(jù)所述風(fēng)速曲線以及所述非線性函數(shù)關(guān)系模擬風(fēng)力發(fā)電機年出力時序曲線。如圖9所示，輸入態(tài)勢確定裝置，用于還包括：光伏曲線確定模塊202，用于根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的光照強度的形狀參數(shù)、光伏陣列的面積以及光電轉(zhuǎn)換效率采用Beta分布的概率密度函數(shù)模擬生成光伏發(fā)電年時序出力曲線。光伏電站的輸出功率由光照強度，光伏陣列面積和光電轉(zhuǎn)換效率等因素決定，具體計算公式為：Psg＝ESη，式中，E為光照強度，S為光伏陣列的面積，η為光電轉(zhuǎn)換效率。光照強度具有隨機性，本發(fā)明選取常用的Beta分布作為光照強度的近似分布。狀態(tài)曲線確定模塊203，用于根據(jù)電網(wǎng)數(shù)據(jù)中的平均無故障工作時間以及平均修復(fù)時間采用序貫蒙特卡羅抽樣法確定機組和線路年運行狀態(tài)時序曲線。常規(guī)機組和線路一般都具有兩種狀態(tài)，即正常運行狀態(tài)和故障停運狀態(tài)。本發(fā)明采用序貫蒙特卡羅抽樣法生成常規(guī)機組和線路特定時段(全年)的時序工作狀態(tài)。一般情況下，機組或線路的正常運行持續(xù)時間和故障修復(fù)時間服從指數(shù)分布，正常運行持續(xù)時間τ1和故障修復(fù)時間τ2分別由式和式求出。式中，U1和U2是[0,1]上的均勻分布隨機數(shù)，λ為元件的故障率(即平均無故障工作時間MTTF的倒數(shù))和μ為修復(fù)率(即平均修復(fù)時間MTTR的倒數(shù))。如圖8所示，該設(shè)備還包括：態(tài)勢模擬裝置103，用于根據(jù)輸入態(tài)勢采用考慮電網(wǎng)調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流模型對電網(wǎng)進行運行模擬，得到電網(wǎng)的輸出態(tài)勢，所述輸出態(tài)勢包括經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)。所述經(jīng)濟性指標(biāo)包括年發(fā)電成本、年切負荷電量成本、年棄風(fēng)以及棄光總成本，所述消納指標(biāo)包括年風(fēng)力發(fā)電量、年棄風(fēng)率、年光伏發(fā)電量以及年棄光率，所述線路利用指標(biāo)包括線路年利用小時數(shù)以及線路年滿載小時數(shù)。態(tài)勢評估裝置104，用于根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估。圖11為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中態(tài)勢評估裝置的結(jié)構(gòu)框圖，請參閱圖11，態(tài)勢評估裝置104對電網(wǎng)態(tài)勢進行評估，其進一步包括：預(yù)設(shè)值獲取模塊401，用于獲取預(yù)先設(shè)定的棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值以及切負荷率預(yù)設(shè)值。棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值可通過WC0來表示，切負荷率可通過LC0來表示。第一判斷模塊402，用于判斷所述棄風(fēng)率是否小于棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值；第二判斷模塊403，用于當(dāng)所述第一判斷模塊判斷為否時，繼續(xù)判斷所述切負荷率是否小于切負荷率預(yù)設(shè)值；電網(wǎng)擴展模塊404，用于當(dāng)所述第一判斷模塊或第二判斷模塊判斷為否時，根據(jù)所述經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)以及電網(wǎng)線路利用指標(biāo)對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃。也即，態(tài)勢評估裝置104判斷電網(wǎng)的棄風(fēng)率和切負荷率是否小于棄風(fēng)率預(yù)設(shè)值WC0和切負荷率預(yù)設(shè)值LC0的要求，如果滿足要求，則說明當(dāng)前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理、線路容量充足，不需要擴建。如果不滿足其中任意一個要求，則進入態(tài)勢利導(dǎo)階段，對電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃。圖12為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中電網(wǎng)擴展模塊的結(jié)構(gòu)框圖，請參閱圖12，對所述電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃包括：利用指標(biāo)定義單元501，用于根據(jù)所述線路年利用小時數(shù)以及線路年滿載小時數(shù)定義線路的綜合利用指標(biāo)。根據(jù)態(tài)勢呈現(xiàn)和預(yù)測結(jié)果中的電網(wǎng)線路的年利用小時數(shù)和年滿載小時數(shù)定義線路的綜合利用指標(biāo)Hs。由于在最優(yōu)潮流的運行模擬中，線路滿載意味此時線路出現(xiàn)了阻塞，導(dǎo)致功率傳輸受阻，實際運行過程中，很有可能出現(xiàn)線路過載的情況，因此對線路滿載小時數(shù)賦予γ倍的權(quán)重。預(yù)設(shè)值獲取單元502，用于獲取預(yù)先設(shè)定的綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值，在具體的實施方式中，綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值可通過H0來表示。綜合指標(biāo)確定單元503，用于依次確定所述電網(wǎng)的各個線路的綜合利用指標(biāo)。在具體的實施方式中，各個線路的綜合利用指標(biāo)可通過Hs來表示。第一篩選單元504，用于篩選出所述綜合利用指標(biāo)大于所述綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值的線路，組成線路集。在具體的實施方式中，依次判斷每條線路的綜合利用指標(biāo)Hs是否大于綜合利用指標(biāo)預(yù)設(shè)值H0，當(dāng)判斷為是時，當(dāng)前線路即加入線路集S中，設(shè)總共篩選出k條線路，則線路集S中的S1代表第1條線路、S2代表第2條線路，……Sk代表第k條線路。第二篩選單元505，用于從所述線路集中篩選出將要投建的線路。圖13為本發(fā)明實施例提供的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估設(shè)備中第二篩選單元的結(jié)構(gòu)框圖，請參閱圖13，從所述線路集中篩選出將要投建的線路包括：模擬擴建單元601，用于對所述線路集S中的線路進行擬擴建。比值確定單元602，用于依次根據(jù)所述數(shù)據(jù)確定擬擴建后的電網(wǎng)的收益/投資比。在具體的實施方式中，從線路集S中依次選取線路，針對每條線路進行擴建后確定電網(wǎng)的收益/投資比。比值獲取單元603，用于獲取預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值ε0；第一判斷單元604，用于判斷所述收益/投資比是否大于預(yù)先設(shè)定的收益/投資比預(yù)設(shè)值；線路篩選單元605，用于當(dāng)所述第一判斷單元判斷為是時，所述線路即為將要投建的線路。請參閱圖12，電網(wǎng)擴展模塊還包括線路投建單元606，用于投建所述篩選出的線路，以完成對所述電網(wǎng)的擴展規(guī)劃。由上述描述可知，判斷該投建線路的收益/投資比是否大于給定值，如果是，則選擇投建該線路，并對投建完該線路的電網(wǎng)重新進行態(tài)勢評估。否則，依次選擇線路集中的下一條線路，直到線路集中的所有待選線路都不滿足收益/投資比要求，則結(jié)束電網(wǎng)的擴建過程，當(dāng)前確定的擴建方案即為最終電網(wǎng)規(guī)劃方案。此外，盡管在上文詳細描述中提及了系統(tǒng)的若干單元模塊，但是這種劃分僅僅并非強制性的。實際上，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，上文描述的兩個或更多單元的特征和功能可以在一個單元中具體化。同樣，上文描述的一個單元的特征和功能也可以進一步劃分為由多個單元來具體化。因此本發(fā)明提出一種基于態(tài)勢感知的電網(wǎng)消納新能源發(fā)電評估與擴展規(guī)劃方法，針對于含大規(guī)模風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源的電網(wǎng)評估和規(guī)劃問題，能夠定量給出電網(wǎng)態(tài)勢的經(jīng)濟性、新能源消納、線路利用率等指標(biāo)，并給出有效的電網(wǎng)規(guī)劃方案，達到降低電網(wǎng)的總成本和提高新能源消納能力的效果。以下具體實施例以圖1所示的含風(fēng)電、光伏發(fā)電的IEEE-RTS24系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖為例，詳細說明利用本發(fā)明的一種電網(wǎng)消納新能源發(fā)電的評估方法及設(shè)備是如何實現(xiàn)的。如附圖1所示是原始IEEE-RTS24系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，含有17個負荷節(jié)點，32臺發(fā)電機組，33條電線路，5臺變壓器，原系統(tǒng)的年最大負荷為2850MW，系統(tǒng)總的裝機容量為3405MW。為了分析含新能源發(fā)電的電網(wǎng)評估與擴展規(guī)劃問題，需要對IEEERTS-24節(jié)點系統(tǒng)的進行如下方面的修改：1)節(jié)點1至節(jié)點10(138KV電壓等級)的負荷擴大為原來的2.0倍；節(jié)點11至節(jié)點24節(jié)點(230KV電壓等級)的負荷擴大為原來的1.5倍，修改后系統(tǒng)總的負荷增大到4941MW。2)節(jié)點16，18，21，22，23處的發(fā)電機組容量增大為原來的2.0倍，總的裝機容量增大為5320MW。3)在節(jié)點1、節(jié)點22處分別接入總裝機為600MW的風(fēng)電場和總裝機為60MW的光伏電站。其中，風(fēng)電場由單機容量為1.5MW的風(fēng)電機組組成；其中，風(fēng)機的切入風(fēng)速、額定風(fēng)速、切出風(fēng)速分別為3m/s，12m/s，25m/s。風(fēng)速采用ARMA(4,3)模型，數(shù)據(jù)來自參考文獻，具體數(shù)據(jù)如下：αt∈NID(0,0.4094232)(29)另外，光伏電站和光照強度的數(shù)據(jù)參考相關(guān)文獻，具體數(shù)據(jù)如下表1所示。表1Table1Parametersofsolarpowerplant光伏電站裝機容/MWαβPV6020.8線路的建設(shè)投資成本如下：其中138kV的架空線投資成本為0.4M$/km，230kV的架空線投資成本為0.8M$/km，變壓器投資成本為10M$/臺，138kV的電纜投資成本為2.4M$/km。并且線路使用年限選為40年，銀行年復(fù)利率為4.9％。實施例的分析主要包括以下內(nèi)容：1)利用本文所提出的基于態(tài)勢感知的含高占比新能源電網(wǎng)評估方案對實施例的現(xiàn)有電網(wǎng)態(tài)勢進行評估，計算出現(xiàn)有電網(wǎng)的經(jīng)濟指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)、電網(wǎng)線路利用指標(biāo)等信息；2)根據(jù)對現(xiàn)有態(tài)勢的薄弱環(huán)節(jié)進行分析，采用態(tài)勢利導(dǎo)技術(shù)對現(xiàn)有電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃，并對最終規(guī)劃的電網(wǎng)進行態(tài)勢評估，分析規(guī)劃方案的有效性。首先，圖14為該具體實施例中基于態(tài)勢感知的電網(wǎng)消納新能源發(fā)電評估與擴展規(guī)劃方法流程圖，在態(tài)勢覺察階段，采用序貫蒙特卡羅模擬法考慮機組的發(fā)電狀態(tài)和線路工作狀態(tài)。其次，在態(tài)勢理解階段，利用考慮調(diào)峰約束的多時段直流最優(yōu)潮流對電網(wǎng)態(tài)勢進行分析。然后，通過態(tài)勢呈現(xiàn)和預(yù)測階段所提出的定量指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行展示，并分析評估電網(wǎng)的新能源消納情況和電網(wǎng)缺陷。最后，利用態(tài)勢利導(dǎo)給出電網(wǎng)規(guī)劃方案，并評估所提規(guī)劃方案的各項指標(biāo)。該方法能夠有效考慮新能源出力的不確定性，并定量給出現(xiàn)有電網(wǎng)態(tài)勢的經(jīng)濟性、新能源消納、線路利用率等指標(biāo)，以及利用態(tài)勢利導(dǎo)提出的電網(wǎng)規(guī)劃方案能夠有效降低電網(wǎng)總成本和提高電網(wǎng)的新能源消納水平。具體的，在態(tài)勢覺察階段，對新能源發(fā)電出力的時序變化和不確定性進行數(shù)學(xué)建模，并利用序貫?zāi)Ｌ乜_模擬生成機組和線路等設(shè)備的年時序運行狀態(tài)，作為態(tài)勢理解的輸入元素和信息。采用時間序列法中的自回歸滑動平均(Auto-RegressiveMovingAverage，ARMA)模型模擬生成風(fēng)電場全年每小時的風(fēng)速曲線。風(fēng)力發(fā)電機出力與風(fēng)速成非線性函數(shù)關(guān)系，主要由風(fēng)力發(fā)電機的切入風(fēng)速、切出風(fēng)速和額定風(fēng)速決定。光伏電站的輸出功率由光照強度，光伏陣列面積和光電轉(zhuǎn)換效率等因素決定。光照強度具有隨機性，選取常用的Beta分布作為光照強度的近似分布。常規(guī)機組和線路一般都具有2種狀態(tài)，即正常運行狀態(tài)和故障停運狀態(tài)。本文采用序貫蒙特卡羅抽樣法生成常規(guī)機組和線路特定時段(全年)的時序工作狀態(tài)。在態(tài)勢理解階段，采用考慮電網(wǎng)調(diào)峰約束的多時段(24小時)直流最優(yōu)潮流模型對系統(tǒng)的態(tài)勢進行運行模擬。在態(tài)勢呈現(xiàn)和預(yù)測階段，根據(jù)態(tài)勢理解對電網(wǎng)年運行態(tài)勢的計算結(jié)果，利用提出的電網(wǎng)態(tài)勢定量指標(biāo)對電網(wǎng)態(tài)勢進行呈現(xiàn)和預(yù)測。判斷電網(wǎng)的棄風(fēng)率和切負荷率是否小于棄風(fēng)率WC0和切負荷率LC0的要求，如果滿足要求，則電網(wǎng)結(jié)構(gòu)合理、線路容量充足，不需要擴建。如果不滿足要求，則進入態(tài)勢利導(dǎo)階段，對電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃。電網(wǎng)經(jīng)濟性指標(biāo)計算，主要包括：年發(fā)電成本、年切負荷電量成本、年棄風(fēng)、棄光總成本等。電網(wǎng)線路利用指標(biāo)計算主要包括線路年利用小時數(shù)、線路年滿載小時數(shù)等。利用基于態(tài)勢感知技術(shù)對于實施例的現(xiàn)有電網(wǎng)進行態(tài)勢評估，獲得現(xiàn)有電網(wǎng)的經(jīng)濟性指標(biāo)、新能源消納指標(biāo)、電網(wǎng)線路利用指標(biāo)等結(jié)果分別如表2、表3、表4所示：表2總成本棄風(fēng)、光總成本切負荷成本切負荷率4.6830e+083.1110e+074.5269e+070.21％表3表4由表2的結(jié)果可知，現(xiàn)有電網(wǎng)存在切負荷問題，切負荷率達到了0.21％。由于目前電網(wǎng)的總裝機容量大于系統(tǒng)的最高總負荷，因此電網(wǎng)產(chǎn)生切負荷的原因主要是由于電網(wǎng)出現(xiàn)線路阻塞，導(dǎo)致功率傳輸受限，從而導(dǎo)致切負荷。由表3的結(jié)果可知，現(xiàn)有電網(wǎng)在新能源消納方面也存在一定的棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象，其中棄風(fēng)率高達14.77％，棄光很少，棄光率只有0.076％。由表4的結(jié)果可知，電網(wǎng)線路利用小時數(shù)超過5000小時的支路達到了8條，并且這8條線路都存在不同程度的滿載現(xiàn)象，其中支路14-16，支路1-2，支路16-17的滿載小時數(shù)較高。由以上結(jié)果呈現(xiàn)出來的現(xiàn)有電網(wǎng)態(tài)勢綜合分析可知，實施例的現(xiàn)有電網(wǎng)存在部分線路潮流阻塞的現(xiàn)象，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)了切負荷和棄風(fēng)現(xiàn)象，需要對現(xiàn)有電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃，即圖14所示的態(tài)勢利導(dǎo)階段。根據(jù)態(tài)勢呈現(xiàn)和預(yù)測結(jié)果中的電網(wǎng)線路年利用小時數(shù)和線路年滿載小時數(shù)等信息定義線路的綜合利用指標(biāo)Hs。由于在最優(yōu)潮流的運行模擬中，線路滿載意味此時線路出現(xiàn)了阻塞，導(dǎo)致功率傳輸受阻，實際運行過程中，很有可能出現(xiàn)線路過載的情況，因此對線路滿載小時數(shù)賦予γ倍的權(quán)重。選擇出線路綜合指標(biāo)大于H0的線路集S0，并按照線路綜合指標(biāo)Hs由高到底順序排列線路，以及令kmax等于線路集S0的線路數(shù)和線路選擇器初始值k＝1。對線路集S0中的線路按照Hs由高到低的順序?qū)M行擬擴建，擬擴建后利用態(tài)勢理解提出的方法對線路k擴建后的電網(wǎng)進行年運行模擬后，進行收益/投資比的計算。判斷該投建線路的收益/投資比是否大于給定值(如1.5倍)，如果是，則選擇投建該線路，并對投建完該線路的電網(wǎng)重新進行態(tài)勢評估。否則，依次選擇線路集S0中的下一條線路，直到S0中的所有待選線路都不滿足收益/投資比要求，則結(jié)束電網(wǎng)的擴建過程，當(dāng)前確定的擴建方案即為最終電網(wǎng)規(guī)劃方案。根據(jù)以上對現(xiàn)有電網(wǎng)的態(tài)勢評估的結(jié)果，利用態(tài)勢利導(dǎo)技術(shù)對現(xiàn)有電網(wǎng)進行擴展規(guī)劃，線路擴展規(guī)劃方案和擴展規(guī)劃后的收益、投資以及各項指標(biāo)變化等情況如表5、表6所示。表5表6由表5的結(jié)果可知，按照電網(wǎng)態(tài)勢評估中的線路綜合指標(biāo)分析得到的所有擴建線路都能夠有效的降低電網(wǎng)的總成本，但其中最后一條待擴建線路21-22的投資收益比小于1.0倍，因此最終擴建規(guī)劃方案不包含線路21-22的擴建。由表6的結(jié)果可知，根據(jù)基于態(tài)勢感知給出的電網(wǎng)擴建方案，最終能夠有效降低電網(wǎng)17.9％的總成本，切負荷率下降了77.1％，新能源消納方面有效減少了90.7％的棄風(fēng)率。綜上所述，本發(fā)明提供了基于態(tài)勢感知的含高占比新能源的電網(wǎng)規(guī)劃評估方法以及設(shè)備，能夠有效的覺察、理解、呈現(xiàn)和預(yù)測現(xiàn)有電網(wǎng)的運行態(tài)勢，并能夠定量給出電網(wǎng)態(tài)勢的經(jīng)濟性、新能源消納、線路利用率等指標(biāo)，并能夠反映出現(xiàn)有電網(wǎng)存在的缺陷，指導(dǎo)下一階段的態(tài)勢利導(dǎo)，最終給出有效的電網(wǎng)規(guī)劃方案，能夠有效降低電網(wǎng)的總成本和切負荷率，并能夠提高電網(wǎng)的新能源消納水平。對于一個技術(shù)的改進可以很明顯地區(qū)分是硬件上的改進(例如，對二極管、晶體管、開關(guān)等電路結(jié)構(gòu)的改進)還是軟件上的改進(對于方法流程的改進)。然而，隨著技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今的很多方法流程的改進已經(jīng)可以視為硬件電路結(jié)構(gòu)的直接改進。設(shè)計人員幾乎都通過將改進的方法流程編程到硬件電路中來得到相應(yīng)的硬件電路結(jié)構(gòu)。因此，不能說一個方法流程的改進就不能用硬件實體模塊來實現(xiàn)。例如，可編程邏輯器件(ProgrammableLogicDevice,PLD)(例如現(xiàn)場可編程門陣列(FieldProgrammableGateArray，F(xiàn)PGA))就是這樣一種集成電路，其邏輯功能由用戶對器件編程來確定。由設(shè)計人員自行編程來把一個數(shù)字系統(tǒng)“集成”在一片PLD上，而不需要請芯片制造廠商來設(shè)計和制作專用的集成電路芯片2。而且，如今，取代手工地制作集成電路芯片，這種編程也多半改用“邏輯編譯器(logiccompiler)”軟件來實現(xiàn)，它與程序開發(fā)撰寫時所用的軟件編譯器相類似，而要編譯之前的原始代碼也得用特定的編程語言來撰寫，此稱之為硬件描述語言(HardwareDescriptionLanguage，HDL)，而HDL也并非僅有一種，而是有許多種，如ABEL(AdvancedBooleanExpressionLanguage)、AHDL(AlteraHardwareDescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(CornellUniversityProgrammingLanguage)、HDCal、JHDL(JavaHardwareDescriptionLanguage)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardwareDescriptionLanguage)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegratedCircuitHardwareDescriptionLanguage)與Verilog2。本領(lǐng)域技術(shù)人員也應(yīng)該清楚，只需要將方法流程用上述幾種硬件描述語言稍作邏輯編程并編程到集成電路中，就可以很容易得到實現(xiàn)該邏輯方法流程的硬件電路?？刂破骺梢园慈魏芜m當(dāng)?shù)姆绞綄崿F(xiàn)，例如，控制器可以采取例如微處理器或處理器以及存儲可由該(微)處理器執(zhí)行的計算機可讀程序代碼(例如軟件或固件)的計算機可讀介質(zhì)、邏輯門、開關(guān)、專用集成電路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit，ASIC)、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC625D、AtmelAT91SAM、MicrochipPIC18F26K20以及SiliconeLabsC8051F320，存儲器控制器還可以被實現(xiàn)為存儲器的控制邏輯的一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員也知道，除了以純計算機可讀程序代碼方式實現(xiàn)控制器以外，完全可以通過將方法步驟進行邏輯編程來使得控制器以邏輯門、開關(guān)、專用集成電路、可編程邏輯控制器和嵌入微控制器等的形式來實現(xiàn)相同功能。因此這種控制器可以被認(rèn)為是一種硬件部件，而對其內(nèi)包括的用于實現(xiàn)各種功能的裝置也可以視為硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)?；蛘呱踔粒梢詫⒂糜趯崿F(xiàn)各種功能的裝置視為既可以是實現(xiàn)方法的軟件模塊又可以是硬件部件內(nèi)的結(jié)構(gòu)。上述實施例闡明的系統(tǒng)、裝置、模塊或單元，具體可以由計算機芯片或?qū)嶓w實現(xiàn)，或者由具有某種功能的產(chǎn)品來實現(xiàn)。為了描述的方便，描述以上裝置時以功能分為各種單元分別描述。當(dāng)然，在實施本申請時可以把各單元的功能在同一個或多個軟件和/或硬件中實現(xiàn)。通過以上的實施方式的描述可知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本申請可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品可以存儲在存儲介質(zhì)中，如ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本申請各個實施例或者實施例的某些部分所述的方法。本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處。尤其，對于系統(tǒng)實施例而言，由于其基本相似于方法實施例，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。本申請可用于眾多通用或?qū)Ｓ玫挠嬎銠C系統(tǒng)環(huán)境或配置中。例如：個人計算機、服務(wù)器計算機、手持設(shè)備或便攜式設(shè)備、平板型設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、置頂盒、可編程的消費電子設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)PC、小型計算機、大型計算機、包括以上任何系統(tǒng)或設(shè)備的分布式計算環(huán)境等等。本申請可以在由計算機執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令的一般上下文中描述，例如程序模塊。一般地，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等等。也可以在分布式計算環(huán)境中實踐本申請，在這些分布式計算環(huán)境中，由通過通信網(wǎng)絡(luò)而被連接的遠程處理設(shè)備來執(zhí)行任務(wù)。在分布式計算環(huán)境中，程序模塊可以位于包括存儲設(shè)備在內(nèi)的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)中。雖然通過實施例描繪了本申請，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本申請有許多變形和變化而不脫離本申請的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本申請的精神。當(dāng)前第1頁1 2 3