基于多场景时序运行模拟的电力电量平衡评估方法

邹金; 卢斯煜; 卓映君; 梁金冰; 周保荣; 王科

doi:10.7500/AEPS20240328004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于多场景时序运行模拟的电力电量平衡评估方法

研制与开发 | 更新时间：2026-02-28

- 基于多场景时序运行模拟的电力电量平衡评估方法
- Evaluation Method of Electric Power and Energy Balance Based on Multi-scenario Time-series Operation Simulation
- 电力系统自动化 2025年49卷第23期页码：139-148
- 作者机构：
  
  1.南方电网科学研究院有限责任公司，广东省广州市 510663
  2.中国南方电网有限责任公司战略规划部，广东省广州市 510663
- 作者简介：
  
  邹金（1989—），男，通信作者，博士，高级工程师，主要研究方向：新能源发电、电力系统运行与规划。E-mail：zoujin@csg.cn
  卢斯煜（1986—），男，博士，正高级工程师，主要研究方向：电力系统规划。
  卓映君（1996—），女，硕士，工程师，主要研究方向：电力系统规划。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(U22B20103);中国南方电网公司科技项目(ZBKJXM20240141)
- DOI：10.7500/AEPS20240328004
  中图分类号：
- 收稿：2024-03-28，
  
  修回：2024-12-30，
  
  网络首发：2025-03-06，
  
  纸质出版：2025-12-10
- 稿件说明：
移动端阅览
邹金,卢斯煜,卓映君等.基于多场景时序运行模拟的电力电量平衡评估方法[J].电力系统自动化,2025,49(23):139-148.

ZOU Jin,LU Siyu,ZHUO Yingjun,et al.Evaluation Method of Electric Power and Energy Balance Based on Multi-scenario Time-series Operation Simulation[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(23):139-148.
邹金,卢斯煜,卓映君等.基于多场景时序运行模拟的电力电量平衡评估方法[J].电力系统自动化,2025,49(23):139-148. DOI： 10.7500/AEPS20240328004.

ZOU Jin,LU Siyu,ZHUO Yingjun,et al.Evaluation Method of Electric Power and Energy Balance Based on Multi-scenario Time-series Operation Simulation[J].Automation of Electric Power Systems,2025,49(23):139-148. DOI： 10.7500/AEPS20240328004.

摘要

针对高比例新能源接入电力系统后的供需平衡问题，提出了一种基于多场景时序运行模拟的电力电量平衡评估方法。该方法基于典型日场景及全年8 760 h场景分析框架，提出了基于源荷耦合特征指标集聚类的新能源概率化场景生成方法、以保供应及促消纳为优化原则的时序运行模拟模型以及概率化电力电量平衡评估指标体系。以中国南部某省级电网为例，对所提电力电量平衡评估方法进行了验证。结果表明，所提方法能够有效评估系统的供应能力及新能源消纳水平。

Abstract

An evaluation method of electric power and energy balance based on multi-scenario time-series operation simulation is proposed to address the supply-demand balance issue after the integration of high proportion of renewable energy into the power system. This method is based on the analysis framework of typical daily scenarios and 8 760-hour scenarios throughout the year. It proposes a probabilistic scenario generation method for renewable energy based on the clustering of source-load coupling feature indicator sets

a time-series operation simulation model optimized for ensuring supply and promoting accommodation

and a probabilistic evaluation index system of electric power and energy balance. The proposed evaluation method of electric power and energy balance is validated using a provincial power grid in southern China as a case

and the results show that the proposed method can effectively evaluate the system supply capacity and renewable energy accommodation level.

关键词

Keywords

references

张智刚，康重庆 . 碳中和目标下构建新型电力系统的挑战与展望［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 8 ）： 2806 - 2819 .

ZHANG Zhigang ， KANG Chongqing . Challenges and prospects for constructing the new-type power system towards a carbon neutrality future ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 8 ）： 2806 - 2819 .

李政，陈思源，董文娟，等 . 碳约束条件下电力行业低碳转型路径研究［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 12 ）： 3987 - 4001 .

LI Zheng ， CHEN Siyuan ， DONG Wenjuan ， et al . Low carbon transition pathway of power sector under carbon emission constraints ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 12 ）： 3987 - 4001 .

国网能源研究院有限公司 . 中国能源电力发展展望［M］. 北京：中国电力出版社， 2020 .

State Grid Energy Research Institute Co.，Ltd . China energy & electricity outlook ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 2020 .

李明节，陈国平，董存，等 . 新能源电力系统电力电量平衡问题研究［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3979 - 3986 .

LI Mingjie ， CHEN Guoping ， DONG Cun ， et al . Research on power balance of high proportion renewable energy system ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 11 ）： 3979 - 3986 .

卓振宇，张宁，谢小荣，等 . 高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

ZHUO Zhenyu ， ZHANG Ning ， XIE Xiaorong ， et al . Key technologies and developing challenges of power system with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

张知，赵海波，冉晴月，等 . 考虑不同区域电网差异性的新能源消纳成本测算与分摊方法［J］. 电力系统保护与控制， 2024 ， 52 （ 24 ）： 20 - 31 .

ZHANG Zhi ， ZHAO Haibo ， RAN Qingyue ， et al . Calculation and allocation method for absorption costs of new energy considering the differences in regional power grids ［J］. Power System Protection and Control ， 2024 ， 52 （ 24 ）： 20 - 31 .

王锡凡 . 电力系统规划基础：高等学校教材［M］. 北京：中国电力出版社， 1994 .

WANG Xifan . Fundamentals of power system planning： textbooks for colleges and universities ［M］. Beijing ： China Electric Power Press ， 1994 .

杨钤，王建学，杨续松，等 . 电力电量平衡分析及其加速求解技术的发展、应用与展望［J］. 电网技术， 2024 ， 48 （ 2 ）： 760 - 778 .

YANG Qian ， WANG Jianxue ， YANG Xusong ， et al . Development， application and prospect of power and energy balance analysis and its speedup computation technologies ［J］. Power System Technology ， 2024 ， 48 （ 2 ）： 760 - 778 .

刘纯，屈姬贤，石文辉 . 基于随机生产模拟的新能源消纳能力评估方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3134 - 3144 .

LIU Chun ， QU Jixian ， SHI Wenhui . Evaluating method of ability of accommodating renewable energy based on probabilistic production simulation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 10 ）： 3134 - 3144 .

朱睿，胡博，谢开贵，等 . 含风电-光伏-光热-水电-火电-储能的多能源电力系统时序随机生产模拟［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 9 ）： 3246 - 3253 .

ZHU Rui ， HU Bo ， XIE Kaigui ， et al . Sequential probabilistic production simulation of multi-energy power system with wind power， photovoltaics， concentrated solar power， cascading hydro power， thermal power and battery energy storage ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 9 ）： 3246 - 3253 .

LI J H ， ZHOU J S ， CHEN B . Review of wind power scenario generation methods for optimal operation of renewable energy systems ［J］. Applied Energy ， 2020 ， 280 ： 115992 .

XU J ， WANG B ， SUN Y Z ， et al . A day-ahead economic dispatch method considering extreme scenarios based on wind power uncertainty ［J］. CSEE Journal of Power and Energy Systems ， 2019 ， 5 （ 2 ）： 224 - 233 .

董雷，孟天骄，陈乃仕，等 . 采用马尔可夫链-多场景技术的交直流主动配电网优化调度［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 5 ）： 147 - 153 .

DONG Lei ， MENG Tianjiao ， CHEN Naishi ， et al . Optimized scheduling of AC/DC hybrid active distribution network using Markov chains and multiple scenarios technique ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 147 - 153 .

ZHU X ， YU Z C ， LIU X . Security constrained unit commitment with extreme wind scenarios ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2020 ， 8 （ 3 ）： 464 - 472 .

HOELTGEBAUM H ， FERNANDES C ， STREET A . Generating joint scenarios for renewable generation： the case for non-Gaussian models with time-varying parameters ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 7011 - 7019 .

KIM G ， SHIN H ， HUR J . Probabilistic estimation of wind generating resources based on the spatio-temporal penetration scenarios for power grid expansions ［J］. IEEE Access ， 2021 ， 9 ： 15252 - 15258 .

张俊涛，程春田，申建建，等 . 考虑风光不确定性的高比例可再生能源电网短期联合优化调度方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 18 ）： 5921 - 5932 .

ZHANG Juntao ， CHENG Chuntian ， SHEN Jianjian ， et al . Short-term joint optimal operation method for high proportion renewable energy grid considering wind-solar uncertainty ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 18 ）： 5921 - 5932 .

SANNIGRAHI S ， GHATAK S R ， ACHARJEE P . Multi-scenario based bi-level coordinated planning of active distribution system under uncertain environment ［J］. IEEE Transactions on Industry Applications ， 2020 ， 56 （ 1 ）： 850 - 863 .

刘丽军，笪超，罗宁，等 . 基于出力曲线聚合与区间潮流典型场景耐受度评价的新能源发电规划方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 14 ）： 4400 - 4410 .

LIU Lijun ， DA Chao ， LUO Ning ， et al . A planning method of renewable distributed generation based on polymerization of output curves and tolerance evaluation of typical scene in interval power flow ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 14 ）： 4400 - 4410 .

VELLOSO A ， STREET A ， POZO D ， et al . Two-stage robust unit commitment for co-optimized electricity markets： an adaptive data-driven approach for scenario-based uncertainty sets ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2020 ， 11 （ 2 ）： 958 - 969 .

WANG C ， GONG Z H ， HE C ， et al . Data-driven adjustable robust unit commitment of integrated electric-heat systems ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2020 ， 36 （ 2 ）： 1385 - 1398 .

ZHENG X D ， CHEN H Y . Data-driven distributionally robust unit commitment with Wasserstein metric： tractable formulation and efficient solution method ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2020 ， 35 （ 6 ）： 4940 - 4943 .

LI B H ， SEDZRO K ， FANG X ， et al . A clustering-based scenario generation framework for power market simulation with wind integration ［J］. Journal of Renewable and Sustainable Energy ， 2020 ， 12 （ 3 ）： 036301 .

孙骁强，马晓伟，张小奇，等 . 基于相依关系的新能源功率预测场景生成及调度应用［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 15 ）： 10 - 17 .

SUN Xiaoqiang ， MA Xiaowei ， ZHANG Xiaoqi ， et al . Dependence relationship based scenario generation of power prediction for renewable energy and its application in dispatch ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 15 ）： 10 - 17 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于碳感知调制扩散模型的虚拟电厂低碳调度场景生成方法

考虑多元储能参与现货市场的电力系统日前-日内优化调度

基于拓扑-功率传输关系的柔性互联选址定容

新能源参与电力市场的实践及思考