本发明涉及新能源调度运行技术领域，具体涉及一种新能源场站发电计划制定方法及装置。
背景技术：
制定新能源场站的发电计划是电力调度部门每日例行的重要工作。以日前发电计划为例，新能源场站需要在每日一早上报本场站的日前96点预测出力，电力调度部门将所有新能源场站的日前预测出力汇总后，会综合考虑全网的接纳空间、调峰能力、主要区域断面的输电能力等因素，制定各个新能源场站的日前发电计划。在电网不发生限电的情况下，根据我国“可再生能源法”的规定，电网需要全额接纳新能源，即所有的新能源场站将会按照预测出力进行发电；在电网发生限电的情况下，调度部门需要按照“公平”、“公正”、“公开”的原则来制定各个新能源场站的发电计划，以实现全网所有新能源场站的总限电率保持一致。新能源限电类型主要包括两类，一是断面限电，即由于联络线通道容量限制而导致新能源发电能力受限；二是调峰限电，即由于常规电源挤占发电空间而导致的限电。随着新能源装机容量的迅猛增加，电网发生限电的现象越来越普遍，由于电网结构复杂，造成限电的影响因素越来越多，因此给调度部门制定新能源发电计划提出了更大的挑战和难度。
针对断面限电和调峰限电两种不同的限电类型，需要综合考虑区域断面输电能力和新能源实时发电水平来制定各个场站的发电计划。目前已有的方法主要基于人工的方式，其弊端主要体现在：一是当电网内存在嵌套断面并且断面数量过多时，会极大增加人工调整的难度，影响发电计划制定的公平性；二是在部分断面受限严重的情况下，需要将全网的调峰限电量分配给其他区域内的新能源场站来保证各区域限电的公平性，进一步增加了人工调整的难度。针对人工方法的不足，部分学者通过建立优化模型的方式来制定发电计划，现有的制定发电计划的优化模型为以所有新能源场站限电量与装机容量之比的平方和最小为优化目标，考虑电网断面限制和调峰能力等约束条件，通过建立和求解目标二次优化模型来实现新能源场站发电计划的优化。但是，这种方法按照新能源装机容量，而不是场站的实时出力来等比例限电，会造成各场站限电率的不一致；其次，该方法需要建立和求解二次优化模型，当电网包含多个复杂的嵌套断面结构时，会使得优化模型变量众多、求解时间较长，难以满足调度部门发电计划制定的时效性需要。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种能够使电网各区域的新能源限电率保持一致，实现了限电电力的公平分配原则的新能源场站发电计划制定方法，满足调度部门发电计划制定的时效性，节省人力。
本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
一种新能源场站发电计划制定方法，其改进之处在于，所述方法包括：
根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面；
根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划。
优选的，所述根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面，包括：
令电压等级相同的输电断面为同一层嵌套断面，并将每层嵌套断面中输电断面的电压等级定义为该层嵌套断面对应的电压等级；
根据电压等级对各层嵌套断面进行降序排列，并将各层嵌套断面中输电断面与其上一层嵌套断面中具有物理连接关系的输电断面进行连接，获取所述多层嵌套断面的拓扑结构，按照电压等级由高到低的顺序确定第1层、第2层、直至第m层嵌套断面。
优选的，所述根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值，包括：
将第1层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第一限电比例平方和模型，并求解该第一限电比例平方和模型，获取第1层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
将第2～m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第二限电比例平方和模型，并求解该第二限电比例平方和模型，获取第2～m层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值。
进一步的，所述第一限电比例平方和模型包括第一目标函数和第一约束条件；
其中，按下式确定所述第一目标函数f′：
所述第一约束条件为：
上式中，
进一步的，按下式确定所述电网的调峰限电总功率值y：
其中，
进一步的，所述第二限电比例平方和模型包括第二目标函数和第二约束条件；
其中，按下式确定所述第二目标函数f：
所述第二约束条件为：
上式中，
优选的，所述各层嵌套断面中各断面的预测出力的获取过程包括：
步骤1：获取第m层嵌套断面中各断面的预测出力；
步骤2：初始化n＝m；
步骤3：利用第n层嵌套断面中与第n-1层嵌套断面中第r个断面具有连接关系的断面的预测出力确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力；
步骤4：若n＝1，结束操作，否则，令n＝n-1并返回步骤3；
其中，r∈[1，nn-1]，nn-1为第n-1层嵌套断面中断面的总个数，n∈[1，m]，m为多层嵌套断面的总层数。
优选的，所述步骤3，包括：
按下式确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力
上式中，
进一步的，所述各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力的获取过程包括：
步骤s1：利用第m层嵌套断面中各断面的预测出力确定第m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力：
步骤s2：初始化k＝m；
步骤s3：利用第k层嵌套断面中与第k-1层嵌套断面中第q个断面具有连接关系的断面受限后的发电能力确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力；
步骤s4：若k＝1，结束操作，否则，令k＝k-1并返回步骤3；
其中，q∈[1，nk-1]，nk-1为第k-1层嵌套断面中断面的总个数，k∈[1，m]，m为多层嵌套断面的总层数。
进一步的，所述步骤s1，包括：
按下式确定第m层嵌套断面中第p个断面受限后的发电能力
其中，
进一步的，所述步骤s3，包括：
按下式确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力
其中，
优选的，所述利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划，包括：
按下式确定第n层嵌套断面中第h个断面的发电计划
上式中，
一种新能源场站发电计划制定装置，其改进之处在于，所述装置包括：
划分单元，用于根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面；
第一确定单元，用于根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
第二确定单元，用于利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划。
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：
本发明提供的技术方案，根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面；根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划；基于本发明提供的技术方案，不仅能够使电网各区域的新能源限电率保持一致，实现限电电力的公平分配原则，还能满足调度部门发电计划制定的时效性，节省人力。
附图说明
图1是本发明提供的一种新能源场站发电计划制定方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的含嵌套断面的电网结构拓扑图；
图3是本发明提供的一种新能源场站发电计划制定装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种新能源场站发电计划制定方法，如图1所示，包括：
101.根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面；
102.根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
103.利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划。
进一步的，所述步骤101具体包括：
令电压等级相同的输电断面为同一层嵌套断面，并将每层嵌套断面中输电断面的电压等级定义为该层嵌套断面对应的电压等级；
根据电压等级对各层嵌套断面进行降序排列，并将各层嵌套断面中输电断面与其上一层嵌套断面中具有物理连接关系的输电断面进行连接，获取所述多层嵌套断面的拓扑结构，按照电压等级由高到低的顺序确定第1层、第2层、直至第m层嵌套断面。
将输电断面划分为多层嵌套断面之后，需根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值，因此，所述步骤102具体包括：
将第1层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第一限电比例平方和模型，并求解该第一限电比例平方和模型，获取第1层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
将第2～m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第二限电比例平方和模型，并求解该第二限电比例平方和模型，获取第2～m层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值。
在所述步骤102之前，需获取各层嵌套断面中各断面的预测出力和各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力，因此，所述各层嵌套断面中各断面的预测出力的获取过程包括：
步骤1：获取第m层嵌套断面中各断面的预测出力；
步骤2：初始化n＝m；
步骤3：利用第n层嵌套断面中与第n-1层嵌套断面中第r个断面具有连接关系的断面的预测出力确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力；
步骤4：若n＝1，结束操作，否则，令n＝n-1并返回步骤3；
其中，r∈[1，nn-1]，nn-1为第n-1层嵌套断面中断面的总个数，n∈[1，m]，m为多层嵌套断面的总层数。
所述步骤3，包括：
按下式确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力
上式中，
所述各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力的获取过程包括：
步骤s1：利用第m层嵌套断面中各断面的预测出力确定第m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力：
步骤s2：初始化k＝m；
步骤s3：利用第k层嵌套断面中与第k-1层嵌套断面中第q个断面具有连接关系的断面受限后的发电能力确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力；
步骤s4：若k＝1，结束操作，否则，令k＝k-1并返回步骤3；
其中，q∈[1，nk-1]，nk-1为第k-1层嵌套断面中断面的总个数，k∈[1，m]，m为多层嵌套断面的总层数。
所述步骤s1，包括：
按下式确定第m层嵌套断面中第p个断面受限后的发电能力
其中，
所述步骤s3，包括：
按下式确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力
其中，
所述步骤102中的第一限电比例平方和模型包括第一目标函数和第一约束条件；
其中，按下式确定所述第一目标函数f′：
所述第一约束条件为：
上式中，
利用商业求解器对所述第一限电比例平方和模型求解，获得第1层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值
所述电网的调峰限电总功率值y的获取过程包括：
按下式确定所述电网的调峰限电总功率值y：
其中，
将电网的调峰限电总功率值y分配给第1层嵌套断面的中所有断面。
所述步骤102中的第二限电比例平方和模型包括第二目标函数和第二约束条件；
其中，按下式确定所述第二目标函数f：
所述第二约束条件为：
上式中，
利用商业求解器对所述第二限电比例平方和模型进行求解，获得第2～m层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值。
确定了各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值，还需利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划，因此，步骤103包括：
按下式确定第n层嵌套断面中第h个断面的发电计划
上式中，
基于上述新能源场站发电计划制定方法的同一构思，本发明还提供一种新能源场站发电计划制定装置，如图3所示，所述装置包括：
划分单元，用于根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面；
第一确定单元，用于根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
第二确定单元，用于利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划。
所述划分单元，包括：
定义模块，用于令电压等级相同的输电断面为同一层嵌套断面，并将每层嵌套断面中输电断面的电压等级定义为该层嵌套断面对应的电压等级；
获取模块，用于根据电压等级对各层嵌套断面进行降序排列，并将各层嵌套断面中输电断面与其上一层嵌套断面中具有物理连接关系的输电断面进行连接，获取所述多层嵌套断面的拓扑结构，按照电压等级由高到低的顺序确定第1层、第2层、直至第m层嵌套断面。
所述第一确定单元，包括：
第一获取模块，用于将第1层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第一限电比例平方和模型，并求解该第一限电比例平方和模型，获取第1层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
第二获取模块，用于将第2～m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第二限电比例平方和模型，并求解该第二限电比例平方和模型，获取第2～m层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值。
所述第一限电比例平方和模型包括第一目标函数和第一约束条件；
其中，按下式确定所述第一目标函数f′：
所述第一约束条件为：
上式中，
按下式确定所述电网的调峰限电总功率值y：
其中，
所述第二限电比例平方和模型包括第二目标函数和第二约束条件；
其中，按下式确定所述第二目标函数f：
所述第二约束条件为：
上式中，
在第一确定单元之前，还包括第一获取单元和第二获取单元；
所述第一获取单元用于获取所述各层嵌套断面中各断面的预测出力；
所述第二获取单元用于获取所述各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力。
所述第一获取单元，具体用于：步骤1：获取第m层嵌套断面中各断面的预测出力；
步骤2：初始化n＝m；
步骤3：利用第n层嵌套断面中与第n-1层嵌套断面中第r个断面具有连接关系的断面的预测出力确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力；
步骤4：若n＝1，结束操作，否则，令n＝n-1并返回步骤3；
其中，r∈[1，nn-1]，nn-1为第n-1层嵌套断面中断面的总个数，n∈[1，m]，m为多层嵌套断面的总层数。
所述步骤3，包括：
按下式确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力
上式中，
所述第二获取单元，具体用于：步骤s1：利用第m层嵌套断面中各断面的预测出力确定第m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力：
步骤s2：初始化k＝m；
步骤s3：利用第k层嵌套断面中与第k-1层嵌套断面中第q个断面具有连接关系的断面受限后的发电能力确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力；
步骤s4：若k＝1，结束操作，否则，令k＝k-1并返回步骤3；
其中，q∈[1，nk-1]，nk-1为第k-1层嵌套断面中断面的总个数，k∈[1，m]，m为多层嵌套断面的总层数。
所述步骤s1，包括：
按下式确定第m层嵌套断面中第p个断面受限后的发电能力
其中，
所述步骤s3，包括：
按下式确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力
其中，
所述第二确定单元，具体用于：
按下式确定第n层嵌套断面中第h个断面的发电计划
上式中，
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请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，本申请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。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
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。
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。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。
1.一种新能源场站发电计划制定方法，其特征在于，所述方法包括：
根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面；
根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面，包括：
令电压等级相同的输电断面为同一层嵌套断面，并将每层嵌套断面中输电断面的电压等级定义为该层嵌套断面对应的电压等级；
根据电压等级对各层嵌套断面进行降序排列，并将各层嵌套断面中输电断面与其上一层嵌套断面中具有物理连接关系的输电断面进行连接，获取所述多层嵌套断面的拓扑结构，按照电压等级由高到低的顺序确定第1层、第2层、直至第m层嵌套断面。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值，包括：
将第1层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第一限电比例平方和模型，并求解该第一限电比例平方和模型，获取第1层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
将第2～m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和预测出力代入预先建立的第二限电比例平方和模型，并求解该第二限电比例平方和模型，获取第2～m层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一限电比例平方和模型包括第一目标函数和第一约束条件；
其中，按下式确定所述第一目标函数f′：
所述第一约束条件为：
上式中，
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，按下式确定所述电网的调峰限电总功率值y：
其中，
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二限电比例平方和模型包括第二目标函数和第二约束条件；
其中，按下式确定所述第二目标函数f：
所述第二约束条件为：
上式中，
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各层嵌套断面中各断面的预测出力的获取过程包括：
步骤1：获取第m层嵌套断面中各断面的预测出力；
步骤2：初始化n＝m；
步骤3：利用第n层嵌套断面中与第n-1层嵌套断面中第r个断面具有连接关系的断面的预测出力确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力；
步骤4：若n＝1，结束操作，否则，令n＝n-1并返回步骤3；
其中，r∈[1,nn-1]，nn-1为第n-1层嵌套断面中断面的总个数，n∈[1,m]，m为多层嵌套断面的总层数。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤3，包括：
按下式确定第n-1层嵌套断面中第r个断面的预测出力
上式中，
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力的获取过程包括：
步骤s1：利用第m层嵌套断面中各断面的预测出力确定第m层嵌套断面中各断面受限后的发电能力：
步骤s2：初始化k＝m；
步骤s3：利用第k层嵌套断面中与第k-1层嵌套断面中第q个断面具有连接关系的断面受限后的发电能力确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力；
步骤s4：若k＝1，结束操作，否则，令k＝k-1并返回步骤3；
其中，q∈[1,nk-1]，nk-1为第k-1层嵌套断面中断面的总个数，k∈[1,m]，m为多层嵌套断面的总层数。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤s1，包括：
按下式确定第m层嵌套断面中第p个断面受限后的发电能力
其中，
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤s3，包括：
按下式确定第k-1层嵌套断面中第q断面受限后的发电能力
其中，
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划，包括：
按下式确定第n层嵌套断面中第h个断面的发电计划
上式中，
13.一种新能源场站发电计划制定装置，其特征在于，所述装置包括：
划分单元，用于根据输电断面的电压等级将输电断面划分为多层嵌套断面；
第一确定单元，用于根据各层嵌套断面中各断面受限后的发电能力和各层嵌套断面中各断面的预测出力确定各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值；
第二确定单元，用于利用所述各层嵌套断面中各断面的调峰限电功率值确定各层嵌套断面中各断面的发电计划。
技术总结