风光电力外送通道容量确定方法及装置

摘要

本发明提供了一种风光电力外送通道容量确定方法及装置，该方法包括：获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力；根据所述理论风电出力及理论光伏出力计算得到风光互补理论出力；基于所述风光互补理论出力绘制生成对应的风光互补出力累计分布曲线；建立通道等效利用率最大化目标函数，所述通道等效利用率是风光电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量三者的函数；根据所述风光互补出力累计分布曲线，利用所述目标函数确定所述风光电力外送通道的容量值。本发明能够协同优化新能源限电率和通道利用率。

权利要求

1.一种风光电力外送通道容量确定方法，其特征在于，包括：获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力；

根据所述理论风电出力及理论光伏出力计算得到风光互补理论出力；

基于所述风光互补理论出力绘制生成对应的风光互补出力累计分布曲线；

建立通道等效利用率最大化目标函数，所述通道等效利用率是风光电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量三者的函数；

根据所述风光互补出力累计分布曲线，利用所述目标函数确定所述风光电力外送通道的容量值，包括：基于所述累计分布曲线获取所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值；

将所述设定历史时间段的时长、所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值代入所述通道等效利用率最大化目标函数，计算得到通道等效利用率最大值，将所述风光电力外送通道容量的初始值作为所述风光电力外送通道的容量值；

其中，所述通道等效利用率最大化目标函数为：

其中，

其中，δ为通道等效利用率，Qfd为风光互补实际发电量，Qxd为风光互补限电量，Pmax为电力外送通道容量，T为所述设定历史时间段的时长，Cwind和Cpv分别为所述风光电力外送通道区域的风电装机容量和所述风光电力外送通道区域的光伏装机容量，Fw+p(P)是出力P的累计分布。

2.如权利要求1所述的风光电力外送通道容量确定方法，其特征在于，获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力，包括：利用所述风光电力外送通道区域的各测风塔在所述设定历史时间段内的风速数据计算得到所述理论风电出力；

利用所述风光电力外送通道区域的各光伏气象站在所述设定历史时间段内的辐照度数据计算得到所述理论光伏出力。

3.如权利要求1所述的风光电力外送通道容量确定方法，其特征在于，所述设定历史时间段为全年。

4.如权利要求1所述的风光电力外送通道容量确定方法，其特征在于，所述累计分布曲线为：Fw+p(P)＝t(Pw+p≥P)，其中，Pw+p＝Pwind+Ppv；

其中，t为时间，P为出力，Pw+p为风光互补理论出力，Pwind为风电理论出力，Ppv为光伏理论出力。

5.一种风光电力外送通道容量确定装置，其特征在于，包括：风电光伏出力获取单元，用于获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力；

风光互补出力获取单元，用于根据所述理论风电出力及理论光伏出力计算得到风光互补理论出力；

累计分布曲线生成单元，用于基于所述风光互补理论出力绘制生成对应的风光互补出力累计分布曲线；

目标函数建立单元，用于建立通道等效利用率最大化目标函数，所述通道等效利用率是风光电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量三者的函数；

通道容量确定单元，用于根据所述风光互补出力累计分布曲线，利用所述目标函数确定所述风光电力外送通道的容量值；

其中，所述通道容量确定单元包括：

初始值获取模块，用于基于所述累计分布曲线获取所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值；

容量值确定模块，用于将所述设定历史时间段的时长、所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值代入所述通道等效利用率最大化目标函数，计算得到通道等效利用率最大值，将所述风光电力外送通道容量的初始值作为所述风光电力外送通道的容量值；

所述通道等效利用率最大化目标函数为：

其中，

其中，δ为通道等效利用率，Qfd为风光互补实际发电量，Qxd为风光互补限电量，Pmax为电力外送通道容量，T为所述设定历史时间段的时长，Cwind和Cpv分别为所述风光电力外送通道区域的风电装机容量和所述风光电力外送通道区域的光伏装机容量，Fw+p(P)是出力P的累计分布。

6.如权利要求5所述的风光电力外送通道容量确定装置，其特征在于，所述风电光伏出力获取单元包括：风电出力获取模块，用于利用所述风光电力外送通道区域的各测风塔在所述设定历史时间段内的风速数据计算得到所述理论风电出力；

光伏出力获取模块，用于利用所述风光电力外送通道区域的各光伏气象站在所述设定历史时间段内的辐照度数据计算得到所述理论光伏出力。

7.如权利要求5所述的风光电力外送通道容量确定装置，其特征在于，所述设定历史时间段为全年。

说明书

风光电力外送通道容量确定方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种风光电力外送通道容量确定方法及装置。

背景技术

[0002] 近年来，我国新能源发电经历了连续多年高速增长，截止2015年年底，全国风电装机容量和光伏装机容量分别达1.29亿千瓦和4300万千瓦。新能源发电主要集中在华北、东北和西北地区，一般通过大规模集中开发、远距离高电压输送至负荷中心。

[0003] 但电网发展未及时跟上新能源电源发展，造成新能源发电存在严重的窝电限电现象。根据风电出力和光伏出力统计数据，新能源基地出力超过装机容量65％的概率不足5％，新能源基地外送线路输电容量一般按照区域内新能源装机容量的60％～70％进行规划设计。特别是纯新能源接入地区，由于新能源发电出力波动大且没有常规电源进行出力调节，因此同时面临着新能源限电率高和通道利用率低的双重挑战。

发明内容

[0004] 本发明提供一种风光电力外送通道容量确定方法及装置，以协同优化新能源限电率和通道利用率。

[0005] 本发明提供的风光电力外送通道容量确定方法，包括：获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力；根据所述理论风电出力及理论光伏出力计算得到风光互补理论出力；基于所述风光互补理论出力绘制生成对应的风光互补出力累计分布曲线；建立通道等效利用率最大化目标函数，所述通道等效利用率是风光电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量三者的函数；根据所述风光互补出力累计分布曲线，利用所述目标函数确定所述风光电力外送通道的容量值。

[0006] 一个实施例中，获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力，包括：利用所述风光电力外送通道区域的各测风塔在所述设定历史时间段内的风速数据计算得到所述理论风电出力；利用所述风光电力外送通道区域的各光伏气象站在所述设定历史时间段内的辐照度数据计算得到所述理论光伏出力。

[0007] 一个实施例中，根据所述风光互补出力累计分布曲线，利用所述目标函数确定所述风光电力外送通道的容量值，包括：基于所述累计分布曲线获取所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值；将所述设定历史时间段的时长、所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值带入所述通道等效利用率最大化目标函数，计算得到通道等效利用率最大值，将所述风光电力外送通道容量的初始值作为所述风光电力外送通道的容量值。

[0008] 一个实施例中，所述设定历史时间段为全年。

[0009] 一个实施例中，所述通道等效利用率最大化目标函数为：

[0010] 其中，

[0011] 其中，δ为通道等效利用率，Qfd为风光互补实际发电量，Qxd为风光互补限电量，Pmax为电力外送通道容量，T为所述设定历史时间段的时长，Cwind和Cpv分别为所述风光电力外送通道区域的风电装机容量和所述风光电力外送通道区域的光伏装机容量，Fw+p(P)是出力P的累计分布。

[0012] 一个实施例中，所述累计分布曲线为：

[0013] Fw+p(P)＝t(Pw+p≥P)，其中，Pw+p＝Pwind+Ppv；

[0014] 其中，t为时间，P为出力，Pw+p为风光互补理论出力，Pwind为风电理论出力，Ppv为光伏理论出力。

[0015] 本发明提供的风光电力外送通道容量确定装置，包括：风电光伏出力获取单元，用于获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力；风光互补出力获取单元，用于根据所述理论风电出力及理论光伏出力计算得到风光互补理论出力；累计分布曲线生成单元，用于基于所述风光互补理论出力绘制生成对应的风光互补出力累计分布曲线；目标函数建立单元，用于建立通道等效利用率最大化目标函数，所述通道等效利用率是风光电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量三者的函数；通道容量确定单元，用于根据所述风光互补出力累计分布曲线，利用所述目标函数确定所述风光电力外送通道的容量值。

[0016] 一个实施例中，所述风电光伏出力获取单元包括：风电出力获取模块，用于利用所述风光电力外送通道区域的各测风塔在所述设定历史时间段内的风速数据计算得到所述理论风电出力；光伏出力获取模块，用于利用所述风光电力外送通道区域的各光伏气象站在所述设定历史时间段内的辐照度数据计算得到所述理论光伏出力。

[0017] 一个实施例中，所述通道容量确定单元包括：初始值获取模块，用于基于所述累计分布曲线获取所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值；容量值确定模块，用于将所述设定历史时间段的时长、所述风光互补实际发电量的初始值、所述风光互补限电量的初始值及所述风光电力外送通道容量的初始值带入所述通道等效利用率最大化目标函数，计算得到通道等效利用率最大值，将所述风光电力外送通道容量的初始值作为所述风光电力外送通道的容量值。

[0018] 一个实施例中，所述设定历史时间段为全年。

[0019] 本发明实施例的风光电力外送通道容量确定方法及装置，基于随机生产模拟方法，通过定义能够有效反映通道利用率的通道等效利用率，并最大化通道等效利用率来合理确定新能源外送通道的容量，简单实用。本发明定义外送通道等效利用率为实际发电量与限电量之差占通道可输送电量的比值，能够有效协同优化新能源限电率和通道利用率。此外，本发明也可以作为纯风电或纯光伏接入地区的外送通道容量规划方法，适用范围广。

附图说明

[0020] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

[0021] 图1是本发明一实施例的风光电力外送通道容量确定方法的流程示意图；

[0022] 图2是本发明一实施例中获取理论风电出力和理论光伏出力方法的流程示意图；

[0023] 图3是本发明一实施例中确定风光电力外送通道的容量值方法的流程示意图；

[0024] 图4是本发明一实施例中的风光互补出力累计分布曲线；

[0025] 图5是本发明一实施例中的风电理论出力曲线；

[0026] 图6是本发明一实施例中的光伏理论出力曲线；

[0027] 图7是本发明一实施例的风光互补理论出力曲线；

[0028] 图8是本发明一实施例中的风光互补出力累计分布曲线；

[0029] 图9是本发明一实施例中风光电力外送通道容量与目标值关系示意图；

[0030] 图10是本发明一实施例的风光电力外送通道容量确定装置的结构示意图；

[0031] 图11是本发明一实施例中风电光伏出力获取单元的结构示意图；

[0032] 图12是本发明一实施例中通道容量确定单元的结构示意图。

具体实施方式

[0033] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

[0034] 本发明实施例的风光电力外送通道容量确定方法，针对受网架约束的纯新能源接入地区，综合考虑风电、光伏互补出力特性和外送通道容量约束情况，基于随机生产模拟的方法合理配置外送通道容量。本发明各实施例中，仅以风力发电和光伏发电说明本发明的具体实施，并非对本发明所适用新能源类型的限定。

[0035] 图1是本发明一实施例的风光电力外送通道容量确定方法的流程示意图。如图1所示，该实施例的风光电力外送通道容量确定方法，可包括步骤：

[0036] S110：获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力；

[0037] S120：根据上述理论风电出力及理论光伏出力计算得到风光互补理论出力；

[0038] S130：基于上述风光互补理论出力绘制生成对应的风光互补出力累计分布曲线；

[0039] S140：建立通道等效利用率最大化目标函数，上述通道等效利用率是风光电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量三者的函数；

[0040] S150：根据上述风光互补出力累计分布曲线，利用上述目标函数确定上述风光电力外送通道的容量值。

[0041] 在上述步骤S110中，该风光电力外送通道区域是指通过同一风光电力外送通道向外(例如公共电网)输送电力的风光互补发电区域。具体地，该区域内的风电场所输出风电和光伏电站所输出的光电均通过该电力外送通道输送出去，供给变电站、用电用户或公共电网等。

[0042] 该设定历史时间段可以根据需要设置，优选地，设置为全年(一整年)，由于一年内不同季节风力大小和光照情况不太一样，例如，白天光大风小，晚上光弱风强，夏天光强风弱，冬天光弱风强，因此，利用全年的理论风电出力数据和相应的理论光伏出力数据，能够确定更为有效的风光电力外送通道的容量值，更有助于协同新能源限电情况和通道利用情况。

[0043] 该理论风电出力是指在不限电的情况下上述风光电力外送通道区域所覆盖的风电场的出力。该理论光伏出力是指在不限电的情况下上述风光电力外送通道区域所覆盖的光伏电站的出力。上述各种出力数据一般用功率表示。理论光伏出力和理论风电出力的获取时间可对应一致，例如采样时间相同、出力时段相同等。

[0044] 在上述步骤S120中，该风光互补理论出力是指上述风光电力外送通道区域所覆盖的风电场和上述风光电力外送通道区域所覆盖的光伏电站在不限电情况下的总出力。一个实施例中，该风光互补理论出力可由上述理论风电出力和上述理论光伏出力求和得到。

[0045] 在上述步骤S130中，上述累计分布曲线上的每个数据点可以表示每个理论风电出力值所对应的累计时长，即在设定历史时间段内大于或等于该风光互补理论出力值的所有风光互补出力的总时长。每个上述风光互补理论出力值可对应一个累计的时长。以风光互补理论出力为横坐标，以累计的时长为纵坐标，可以绘制出一条累计分布数据曲线。

[0046] 在上述步骤S140中，风光互补实际发电量与风光互补限电量变量均可由累计分布曲线计算得到，且在不同的风光电力外送通道容量值下，具有不同数值。风光电力外送通道输电量可以利用设定历史时间段和风光电力外送通道容量得到。上述通道等效利用率能够反映上述风光电力外送通道的实际利用率的情况。对于上述设定历史时间段，风光互补实际发电量和风光互补限电量的总和为风光互补理论总发电量，风光互补实际发电量和风光互补限电量均随电力外送通道容量的变化而变化。

[0047] 在上述步骤S150中，根据风光互补出力累计分布曲线可以取得各种不同的风光电力外送通道容量的值，基于风光电力外送通道容量值和风光互补出力累计分布曲线可以计算得到通道等效利用率的值，从而根据多个风光电力外送通道容量值可以得到多个通道等效利用率的值，从中选出最大的通道等效利用率的值，并可将此时的风光电力外送通道容量的值作为最终确定的风光电力外送通道容量值。

[0048] 本发明实施例的风光电力外送通道容量确定方法，通过定义能够反映实际通道利用率变化的通道等效利用率，并建立通道等效利用率最大化目标函数，从而通过更换风光电力外送通道取值能够求得该目标函数的值，进而能够确定优化的通道利用率。进一步，本发明通过结合风光互补出力累计分布曲线和该目标函数确定风光电力外送通道容量值，能够提高计算效率。

[0049] 一个实施例中，上述通道等效利用率可以是风光互补实际发电量与风光互补限电量变量之差占上述风光电力外送通道输电量的比值。该通道等效利用率最大化目标函数可为：

[0050]

[0051] 其中，

[0052] 在公式(1)中，δ为通道等效利用率，Qfd为风光互补实际发电量，Qxd为风光互补限电量，Pmax为电力外送通道容量，T为上述设定历史时间段的时长，Cwind和Cpv分别为上述风光电力外送通道区域的风电装机容量和上述风光电力外送通道区域的光伏装机容量，Fw+p(P)是出力P的累计分布。

[0053] 根据上述累计分布可以绘制一条风光互补出力累计分布曲线。一个实施例中，上述累计分布可为：

[0054] Fw+p(P)＝t(Pw+p≥P)，  (2)

[0055] 其中，Pw+p＝Pwind+Ppv。

[0056] 在公式(2)中，t为时间，P为出力，Pw+p为风光互补出力，Pwind为风电出力，Ppv为光伏出力。

[0057] 本实施例中，通过定义电力外送通道等效利用率为风光互补实际发电量与风光互补限电量之差占电力外送通道所输送电量的比值，能够有效地将通道利用率随电力外送通道的容量、风光互补实际限电量及风光互补实际发电量的变化情况用定性表示出来，从而，能够实现通过合理规划电力外送通道的容量实现通道等效利用率的最大值，并最终实现协同优化新能源限电率和通道利用率的目的。

[0058] 图2是本发明一实施例中获取理论风电出力和理论光伏出力方法的流程示意图。如图2所示，在上述步骤S110中，获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力方法，可包括步骤：

[0059] S111：利用上述风光电力外送通道区域的各测风塔在上述设定历史时间段内的风速数据计算得到上述理论风电出力；

[0060] S112：利用上述风光电力外送通道区域的各光伏气象站在上述设定历史时间段内的辐照度数据计算得到上述理论光伏出力。

[0061] 在上述步骤S111中，根据各测风塔在上述设定历史时间段内的风速数据可以通过多种方法计算得到上述理论风电出力数据，例如通过风机制造厂给出的风速与理论风电出力之间的关系数据计算得到上述理论风电出力数据。其中，可以对设定历史时段内的风速进行离散采样，例如每间隔5min采集一次风速的值。

[0062] 在上述步骤S112中，根据各光伏气象站在上述设定历史时间段内的辐照度数据可以通过多种方法计算得到上述理论光伏出力数据，例如通过光伏组件制造厂给出的辐照度与光伏理论出力之间的关系数据计算得到上述理论风电出力数据。其中，可以对设定历史时段内的辐照度进行离散采样，例如每间隔5min采集一次辐照度的值。

[0063] 本实施例中，通过所测风速数据能够计算得到较准确的理论风电出力数据。通过所测的辐照度数据能够计算得到较准确的理论光伏出力数据。

[0064] 在其他实施例中，可以通过其他方法获得上述理论风电出力数据和上述理论光伏出力数据。例如，通过样板风机的出力数据计算上述理论风电出力数据，以及通过样板光伏组件的出力数据计算上述理论光伏出力数据。

[0065] 图3是本发明一实施例中确定风光电力外送通道的容量值方法的流程示意图。如图3所示，在上述步骤S150中，根据上述风光互补出力累计分布曲线，利用上述目标函数确定上述风光电力外送通道的容量值方法，可包括步骤：

[0066] S151：基于上述累计分布曲线获取上述风光互补实际发电量的初始值、上述风光互补限电量的初始值及上述风光电力外送通道容量的初始值；

[0067] S152：将上述设定历史时间段的时长、上述风光互补实际发电量的初始值、上述风光互补限电量的初始值及上述风光电力外送通道容量的初始值带入上述通道等效利用率最大化目标函数，计算得到通道等效利用率最大值，将上述风光电力外送通道容量的初始值作为上述风光电力外送通道的容量值。

[0068] 在上述步骤S151中，该累计分布曲线的横坐标可以是风光互补理论出力，纵坐可以是各种不同风光互补理论出力对应的累计时长，该累计时长可以是在设定历史时段内大于或等于一风光互不理论出力值的所有风光互不理论出力的总时长。此时，可以通过该累计分布曲线上横坐标的取值确定该风光电力外送通道容量。该累计分布曲线与横纵坐标轴所围总面积可以表示风光互补实际发电量的初始值和风光互补限电量的初始值的和，再由之前确定的风光电力外送通道容量可以确定风光互补实际发电量的初始值和风光互补限电量的初始值。

[0069] 在上述步骤S152中，将该设定历史时间段的时长、该风光互补实际发电量的初始值、该风光互补限电量的初始值及该风光电力外送通道容量的初始值带入该通道等效利用率最大化目标函数中可以计算得到一个等效利用率的值。然后利用步骤S151的方法更新风光电力外送通道容量的初始值，并相应地更新风光互补实际发电量的初始值和风光互补限电量的初始值，再次计算等效利用率的值。利用步骤S151的方法不断更新风光电力外送通道容量的初始值及相应地更新风光互补实际发电量的初始值和风光互补限电量的初始值，直到风光电力外送通道容量的初始值取遍上述累计分布曲线上的所有时长的值。最后比较得到的所有等效利用率的值，将最大值的通道等效利用率的值作为该通道等效利用率最大化目标函数的最终值，并将此时的风光电力外送通道容量的初始值作为最终确定的风光电力外送通道的容量值。

[0070] 本实施例中，基于累计分布曲线对通道等效利用率最大化目标函数中的风光电力外送通道容量进行取值，能够提高风光电力外送通道的容量值的确定效率。计算得到通道等效利用率最大值，并将该风光电力外送通道容量的初始值作为风光电力外送通道的容量值，可以有效确定最优的通道容量。

[0071] 一个实施例中，利用本发明实施例的方法确定风光互补电力外送通道的容量。首先，分别基于电力外送通道区域内风速和辐照度推算出风电理论功率曲线(风电理论出力)和光伏理论功率曲线(光伏理论出力)。

[0072] 记录风光互补电力外送通道区域内各测风塔全年风速ν1,ν2,···,νi,···,νn，其中，n为测风塔数量，i为测风塔的序号，i≤n，i和n为正整数，风速采样时间间隔可为15min。基于各测风塔i风速νi分别计算相应范围内风机群的功率Pwind-i，并以此得到电力外送通道区域内各风机群的总的风电理论出力Pwind。

[0073]

[0074] 其中，fw(νi)为风速-功率特性曲线函数，即风机群的风速和相应理论出力的关系曲线。n个测风塔可对应n个风机群。

[0075] 记录风光互补电力外送通道区域内各光伏气象站全年辐照度γ1,γ2,···,γj,…,γm，其中m为光伏气象站数量，j为光伏气象站的序号，j≤m，j和m为正整数，采样时间间隔为15min。基于各光伏气象站j的辐照度γj分别计算相应范围内光伏群功率Ppv-j，并以此得到风光互补电力外送通道区域内所有光伏电站的总的光伏理论出力Ppv。

[0076]

[0077] 其中，fp(γj)为辐照度-功率特性曲线函数，即光伏群的辐照度和相应理论出力的关系曲线。m个光伏气象站可对应m个光伏群。

[0078] 根据上述得到的风电理论出力(公式(3))和光伏理论出力(公式(4))经求和计算可以得到风光互补理论出力，计算公式如下所示：

[0079] Pw+p＝Pwind+Ppv，  (5)

[0080] 在公式(5)中，Pw+p为风光互补理论出力，Pwind和Ppv分别为风电理论出力和光伏理论出力。

[0081] 利用上述风光互补理论出力(公式(5))可以构建风光互补理论出力的累计分布曲线。计算风光互补理论出力数据并生成其对应的累计分布曲线Fw+p(P)。

[0082] Fw+p(P)＝t(Pw+p≥P)，  (2)

[0083] 在公式(2)中，t为时间，P为出力(功率)，Pw+p为风光互补理论出力，Pwind为风电理论出力，Ppv为光伏理论出力，Fw+p(P)为风光互补出力的累计分布，即Pw+p≥P时的累计时长。

[0084] 图4是本发明一实施例中的风光互补出力累计分布曲线。如图4所示，以风光互补理论出力Pw+p为横坐标，以时间t为纵坐标，根据风光互补理论出力的累计分布数据可以得到一条累计分布曲线301。可设定累计分布曲线301上的一点的横坐标值作为风光互补电力外送通道的容量Pmax。容量Pmax所对应的垂直于横坐标的直线将累计分布曲线301与两坐标轴围成的面积划分为两部分，其中，左半部分面积对应于风光互补实际发电量Qfd，右半部分面积对应于风光互补限电量Qxd。由此可知，当风光互补电力外送通道的容量值确定下来，风光互补实际发电量和风光互补限电量也随即确定下来，因而，根据上述累计分布曲线301可以确定许多组风光互补电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量数据。将各组数据代入通道等效利用率最大化目标函数(例如公式(5))可以确定最大的通道等效利用率对应的风光互补电力外送通道容量，从而确定出最合理的风光互补电力外送通道的容量值。

[0085] 本发明实施例的方法，通过配置合理的电力外送通道的容量获得最大目标值，即最大通道等效利用率。可以最优化风光互补电力外送通道容量以实现全年通道等效利用率最大化。

[0086] 一个具体实施例中，以某地区电网为例，该地区计划建设风电1400MW及光伏1000MW，利用本发明实施例的方法确定风光互补电力外送通道的容量，规划接入一条电力外送通道与主网连接。

[0087] 首先，基于风电资源信息例如风速信息计算得到风电理论出力，图5是本发明一实施例中的风电理论出力曲线，如图5所示，通过全年12个月内离散采样的风速数据计算得到全年的离散采样的风电理论出力数据。基于光伏资源信息例如辐照度信息计算得到光伏理论出力，图6是本发明一实施例中的光伏理论出力曲线，如图6所示，通过全年12个月内离散采样的辐照度数据计算得到全年的离散采样的光伏理论出力数据。

[0088] 然后，根据风电理论出力曲线和光伏理论出力曲线计算得到风光互补理论出力曲线，图7是本发明一实施例的风光互补理论出力曲线，如图7所示，由全年的离散采样的风电理论出力数据和相应的光伏理论出力数据求和得到风光互补理论出力数据。

[0089] 之后，根据如图7所示的风光互补理论出力曲线，利用本发明实施例的方法可以计算得到风光互补出力累计分布曲线，图8是本发明一实施例中的风光互补出力累计分布曲线，如图8所示，根据图7所示的风光互补理论出力曲线可以计算得到许多离散的风光互补出力累计分布数据点，将这些数据点连接起来构成一条曲线。值得说明的是，在计算风光互补出力累计分布数据点时，离散采样的每个功率可以以采样时间间隔为时间单位。根据图8所示的风光互补出力累计分布曲线可以确定一条通道等效利用率曲线，图9是本发明一实施例中风光电力外送通道容量与目标值关系示意图，如图9所示，由风光互补出力累计分布曲线的最高点可以确定最优风光互补电力外送通道的容量。如图9所示，当外送通道容量为841MW时通道等效利用率最大，通道等效利用率为44.8％，其中，风光共同发电38.9亿千瓦时，通道利用率为52.8％，限电5.9亿千瓦，限电率为13.2％。

[0090] 本发明实施例的风光电力外送通道容量确定方法，基于随机生产模拟方法，通过定义能够有效反映通道利用率的通道等效利用率，并最大化通道等效利用率来合理确定新能源外送通道的容量，方法简单实用。本发明定义外送通道等效利用率为实际发电量与限电量之差占通道可输送电量的比值，能够有效协同优化新能源限电率和通道利用率。此外，本发明也可以作为纯风电或纯光伏接入地区的外送通道容量规划方法，适用范围广。

[0091] 基于与图1所示的风光电力外送通道容量确定方法相同的发明构思，本申请实施例还提供了一种风光电力外送通道容量确定装置，如下面实施例上述。由于该风光电力外送通道容量确定装置解决问题的原理与风光电力外送通道容量确定方法相似，因此该风光电力外送通道容量确定装置的实施可以参见风光电力外送通道容量确定方法的实施，重复之处不再赘述。

[0092] 图10是本发明一实施例的风光电力外送通道容量确定装置的结构示意图。如图10所示，该装置可包括：风电光伏出力获取单元210、风光互补出力获取单元220、累计分布曲线生成单元230、目标函数建立单元240及通道容量确定单元250，上述各单元顺序连接。

[0093] 风电光伏出力获取单元210用于获取风光电力外送通道区域在设定历史时间段内的理论风电出力及理论光伏出力。

[0094] 风光互补出力获取单元220用于根据上述理论风电出力及理论光伏出力计算得到风光互补理论出力。

[0095] 累计分布曲线生成单元230用于基于上述风光互补理论出力绘制生成对应的风光互补出力累计分布曲线。

[0096] 目标函数建立单元240用于建立通道等效利用率最大化目标函数，上述通道等效利用率是风光电力外送通道容量、风光互补实际发电量及风光互补限电量三者的函数。

[0097] 通道容量确定单元250用于根据上述风光互补出力累计分布曲线，利用上述目标函数确定上述风光电力外送通道的容量值。

[0098] 本发明实施例的风光电力外送通道容量确定装置，通过目标函数建立单元定义能够反映实际通道利用率变化的通道等效利用率，并建立通道等效利用率最大化目标函数，从而通过更换风光电力外送通道取值能够求得该目标函数的值，进而能够确定优化的通道利用率。进一步，本发明通过结合风光互补出力累计分布曲线和该目标函数确定风光电力外送通道容量值，能够提高计算效率。

[0099] 图11是本发明一实施例中风电光伏出力获取单元的结构示意图。如图11所示，上述风电光伏出力获取单元210可包括：风电出力获取模块211和光伏出力获取模块212，二者相互连接。

[0100] 风电出力获取模块211用于利用上述风光电力外送通道区域的各测风塔在上述设定历史时间段内的风速数据计算得到上述理论风电出力。

[0101] 光伏出力获取模块212用于利用上述风光电力外送通道区域的各光伏气象站在上述设定历史时间段内的辐照度数据计算得到上述理论光伏出力。

[0102] 本实施例中，通过风电出力获取模块根据所测风速数据能够计算得到较准确的理论风电出力数据。通过光伏出力获取模块根据所测的辐照度数据能够计算得到较准确的理论光伏出力数据。

[0103] 图12是本发明一实施例中通道容量确定单元的结构示意图。如图12所示，上述通道容量确定单元250包括：初始值获取模块251和容量值确定模块252，二者相互连接。

[0104] 初始值获取模块251用于基于上述累计分布曲线获取上述风光互补实际发电量的初始值、上述风光互补限电量的初始值及上述风光电力外送通道容量的初始值。

[0105] 容量值确定模块252用于将上述设定历史时间段的时长、上述风光互补实际发电量的初始值、上述风光互补限电量的初始值及上述风光电力外送通道容量的初始值带入上述通道等效利用率最大化目标函数，计算得到通道等效利用率最大值，将上述风光电力外送通道容量的初始值作为上述风光电力外送通道的容量值。

[0106] 本实施例中，初始值获取模块基于累计分布曲线对通道等效利用率最大化目标函数中的风光电力外送通道容量进行取值，能够提高风光电力外送通道的容量值的确定效率。容量值确定模块计算得到通道等效利用率最大值，并将该风光电力外送通道容量的初始值作为风光电力外送通道的容量值，可以有效确定最优的通道容量。

[0107] 一个实施例中，上述设定历史时间段为全年。利用全年的理论风电出力数据和相应的理论光伏出力数据，能够确定更为有效的风光电力外送通道的容量值，更有助于协同新能源限电情况和通道利用情况。

[0108] 一个实施例中，上述通道等效利用率最大化目标函数为：

[0109] 其中，

[0110] 其中，δ为通道等效利用率，Qfd为风光互补实际发电量，Qxd为风光互补限电量，Pmax为电力外送通道容量，T为上述设定历史时间段的时长，Cwind和Cpv分别为上述风光电力外送通道区域的风电装机容量和上述风光电力外送通道区域的光伏装机容量，Fw+p(P)是出力为P时的累计分布。

[0111] 一个实施例中，上述累计分布曲线为：

[0112] Fw+p(P)＝t(Pw+p≥P)，其中，Pw+p＝Pwind+Ppv；

[0113] 其中，t为时间，P为出力，Pw+p为风光互补出力，Pwind为风电出力，Ppv为光伏出力。

[0114] 本发明实施例的风光电力外送通道容量确定装置，基于随机生产模拟方法，通过定义能够有效反映通道利用率的通道等效利用率，并最大化通道等效利用率来合理确定新能源外送通道的容量，简单实用。本发明定义外送通道等效利用率为实际发电量与限电量之差占通道可输送电量的比值，能够有效协同优化新能源限电率和通道利用率。此外，本发明也可以作为纯风电或纯光伏接入地区的外送通道容量规划方法，适用范围广。

[0115] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0116] 本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

[0117] 本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

[0118] 这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

[0119] 这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

[0120] 以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。