本发明属于水风光蓄核多能互补调度，具体涉及一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法。
背景技术：
1、近年来，风电、光伏等发展迅速，然而其发电出力的随机性、波动性和间歇性，直接制约着风光大规模开发利用。通过水电和抽水蓄能电站的优化调节，平抑风光发电出力的波动，有利于推动风光清洁能源资源的开发利用，助力新型电力系统建设。由于水风光蓄多能互补系统调度是一个多重要素耦合的复杂优化问题，水蓄灵活性资源优化调节作用下的清洁能源消纳评估势必更加复杂，目前国内外尚无成熟的评估方法。因此，为实现水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳精准评估，为水风光蓄核等清洁电源的多能互补调度运行和响应容量规模优化配置提供技术支撑，迫切需要研究一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，实现多能互补系统调度运行方式的清洁能源消纳评估，为水风光蓄清洁能源基地一体化运行提供关键技术支撑。
技术实现思路
1、本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的技术问题，针对清洁能源消纳评估指标体系和评估方法缺失的问题，提供一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，实现水风光蓄清洁能源消纳水平的精准评估。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，包括以下步骤：
3、s1、构建以剩余负荷离差平方和最小为目标函数的水蓄灵活性资源优化调节模型；
4、s2、针对不同类型电源的运行边界条件，运用萤火虫算法进行优化调节模型的求解计算；
5、s3、构建水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估指标体系；
6、s4、结合不同指标的含义，分别提出各项评估指标的计算方法；
7、s5、根据各项评估指标的计算结果，采用层次分析法进行综合分析计算，确定水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳指数，并据此，判断水蓄灵活性资源优化调节作用下多能互补系统的清洁能源消纳水平。
8、在本发明一实施例中，所述步骤s1中，结合包括风电、光伏、常规水电、抽水蓄能、核电的清洁能源的运行原理，构建以剩余负荷离差平方和最小为目标函数的水蓄灵活性资源优化调节模型。
9、在本发明一实施例中，所述步骤s3中，从包括清洁发展、系统稳定、安全可靠的方面出发，构建水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估指标体系。
10、在本发明一实施例中，所述步骤s1中，构建以剩余负荷离差平方和最小为目标函数的水蓄灵活性资源优化调节模型，具体包括以下步骤：
11、s11、计算包括风电、光伏、常规水电、抽水蓄能、核电类型的电站在同一时刻的发电出力之和，其中抽水蓄能电站抽水工况下的出力按抽水功率的负值计算；
12、s12、根据电网的负荷需求过程曲线，将对应时刻的负荷需求与水风光蓄核总发电出力相减，计算得到相应时刻电网的剩余负荷，依次类推，直至求出计算时段内所有时刻的剩余负荷，并将剩余负荷序列的离差平方和作为水蓄灵活性资源优化调节模型的目标函数；
13、s13、考虑包括风电、光伏、常规水电、抽水蓄能、核电的发电出力约束，水电、抽水蓄能的库容约束和流量约束，包括抽水蓄能电站抽水和发电工况转换约束的各类型约束条件。
14、在本发明一实施例中，所述步骤s2中，运用萤火虫算法进行优化调节模型的求解计算，具体包括以下步骤：
15、s21、初始化算法基本参数：设置萤火虫数目n，最大吸引度β0，光强吸收系数γ，步长因子α，最大迭代次数或搜索精度ε；
16、s22、随机初始化萤火虫的位置，计算萤火虫的目标函数值作为各自最大荧光亮度i0；
17、s23、计算群体中萤火虫的相对亮度iil和吸引度βil，根据相亮度决定萤火虫的移动方向；
18、
19、式中：iil为萤火虫i相对于萤火虫l位置处的荧光亮度；ii,0为萤火虫i的最大荧光亮度，即自身位置r＝0处的荧光亮度，由目标函数值决定；βil为萤火虫i对萤火虫l的吸引度；βi,0为萤火虫i最大吸引度，即在r＝0处的吸引度；γ为光强吸收系数；ril为萤火虫i即xi与萤火虫l即xl之间的距离；d表示空间维数；xi,j、xl,j分别为萤火虫i即xi和萤火虫l即xl在d维空间的第j维分量坐标；
20、s24、更新萤火虫的空间位置，对处在最佳位置的萤火虫进行随机移动；
21、
22、式中：为第t次搜索计算的萤火虫i；αt为第t次搜索计算的步长因子；是服从高斯分布或均匀分布的随机因子；
23、s25、根据更新后萤火虫的位置，重新计算萤火虫的亮度即计算位置更新后的目标函数值；
24、s26、将位置更新后萤火虫的目标函数值与历史最优解进行对比，确定当前最优解；
25、s27、若不满足最大迭代次数或搜索精度ε，则返回步骤s23，进行下一次搜索计算；若满足最大迭代次数或搜索精度ε，则执行步骤s28；
26、s28、输出最优解对应的各电站发电出力过程、水电和抽水蓄能电站的水位过程与流量过程。
27、在本发明一实施例中，所述步骤s3中，从包括清洁发展、系统稳定、安全可靠的方面出发，构建水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估指标体系，具体包括以下步骤：
28、s31、清洁发展方面的评估指标包括清洁能源装机占比、清洁能源发电量、清洁能源弃电量、清洁能源发电利用小时数、清洁能源发电利用率、平均通道利用率；
29、s32、系统稳定方面的评估指标包括清洁能源总出力变差系数、清洁能源总出力最大爬坡率、核电出力变差系数、水库水位变差系数、出库流量变差系数；
30、s33、安全可靠方面的评估指标包括灵活调节电源装机占比、日内电量裕度、日内电力最小裕度、最大失负荷深度、上调出力的最小裕度、下调出力的最小裕度。
31、在本发明一实施例中，所述步骤s4中，结合不同指标的含义，分别提出各项评估指标的计算方法，具体包括以下步骤：
32、s41、清洁能源装机占比等于水风光蓄核等清洁电源装机与电力系统中所有电源装机的比值，清洁能源发电量等于计算时段内水风光蓄核等清洁电源的发电量之和，清洁能源弃电量等于计算时段内水风光蓄核等清洁电源未能上网的电量之和，清洁能源发电利用小时数等于各类型清洁能源总发电量与其装机容量的比值，清洁能源发电利用率等于各类型清洁能源实际上网电量与可发电量的比值(若无弃电量，则发电利用率为100％)，平均通道利用率为计算时段内输电的平均负荷与通道额定输电容量的比值，执行步骤s42；
33、s42、清洁能源总出力变差系数等于计算时段内水风光蓄核等清洁电源总发电出力序列的均方差与其均值的比值，清洁能源总出力最大爬坡率等于计算时段内水风光蓄核等清洁电源总发电出力相邻时段变化量与该时段总发电出力比值的最大值(若相邻时段的总发电出力增加，则为向上爬坡；若总发电出力减少，则为向下爬坡)，核电出力变差系数等于计算时段内核电发电出力序列的均方差与其均值的比值，水库水位变差系数等于计算时段内各个水库水位序列的均方差与其均值的比值，出库流量变差系数等于计算时段内各个水库出库流量序列的均方差与其均值的比值，执行步骤s43；
34、s43、灵活调节电源装机占比等于水电、抽水蓄能等灵活性调节电源装机与电力系统中所有电源装机的比值，日内电量裕度等于日内最大可发电量(含日外购电量)减去日用电量(含日外送电量)，日内电力最小裕度等于日内各时段总发电出力(含联络线外购电力)与用电负荷(含联络线外送电力)之差的最小值，最大失负荷深度等于发电出力不足时段中用电负荷(含联络线外送电力)与总发电出力(含联络线外购电力)之差的最大值，上调出力的最小裕度等于计算时段内水电、抽水蓄能等灵活性调节电源可增加出力之后的最小值，下调出力的最小裕度等于计算时段内水电、抽水蓄能等灵活性调节电源可减少出力之后的最小值。
35、在本发明一实施例中，所述步骤s5中，根据各项评估指标的计算结果，采用层次分析法进行综合分析计算，确定水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳指数，具体包括以下步骤：
36、s51、对各项评估指标的计算结果进行归一化处理，将各项评估指标的计算结果转化为无量纲的物理量；
37、s52、采用层次分析法构造判断矩阵，确定各分项评估指标的权重系数；
38、s53、将各项评估指标的归一化结果乘以对应的权重系数，并逐项累加求和，得到水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳指数。
39、本发明还提供了一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估系统，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上述所述的方法步骤。
40、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如上述所述的方法步骤。
41、相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明针对清洁能源消纳评估指标体系和评估方法缺失的问题，建立水蓄灵活性资源优化调节模型，并运用萤火虫算法进行优化调节模型的求解计算；构建包含清洁发展、系统稳定、安全可靠等方面要素的清洁能源消纳评估指标体系，并提出各项评估指标的计算方法；采用层次分析法进行综合分析计算，得到水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳指数，实现清洁能源消纳水平的精准评估。
1.一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，所述步骤s1中，结合包括风电、光伏、常规水电、抽水蓄能、核电的清洁能源的运行原理，构建以剩余负荷离差平方和最小为目标函数的水蓄灵活性资源优化调节模型。
3.根据权利要求1所述的一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，所述步骤s3中，从包括清洁发展、系统稳定、安全可靠的方面出发，构建水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估指标体系。
4.根据权利要求1或2所述的一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，所述步骤s1中，构建以剩余负荷离差平方和最小为目标函数的水蓄灵活性资源优化调节模型，具体包括以下步骤：
5.根据权利要求1所述的一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，所述步骤s2中，运用萤火虫算法进行优化调节模型的求解计算，具体包括以下步骤：
6.根据权利要求3所述的一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，所述步骤s3中，从包括清洁发展、系统稳定、安全可靠的方面出发，构建水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估指标体系，具体包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，所述步骤s4中，结合不同指标的含义，分别提出各项评估指标的计算方法，具体包括以下步骤：
8.根据权利要求1所述的一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估方法，其特征在于，所述步骤s5中，根据各项评估指标的计算结果，采用层次分析法进行综合分析计算，确定水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳指数，具体包括以下步骤：
9.一种水蓄灵活性资源优化调节的清洁能源消纳评估系统，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储于存储器上并能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如权利要求1-8任一所述的方法步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有能够被处理器运行的计算机程序指令，当处理器运行该计算机程序指令时，能够实现如权利要求1-8任一所述的方法步骤。
