本發明涉及電力系統技術領域，具體涉及基于灰色理論的特高壓直流來電與省內電源關聯分析方法。
背景技術：
中國的能源資源中心和負荷中心的地理位置分布極不均勻，能源資源豐富地區遠離經濟發達的負荷中心區，這種二者逆向分布的特點，使得我國需要建設滿足遠距離，大規模輸送電力的特高壓堅強電網以實現能源資源的優化配置。特高壓直流輸電(uhvdc)是指±800kv及以上電壓等級的直流輸電，鑒于特高壓直流輸電輸送容量大、輸電距離遠等優點，特高壓直流輸電得到了快速發展，為國民經濟的發展做出了巨大貢獻。
我國多個省份已經或即將成為特高壓區外電力受端區域，比較典型的有河南、廣東和山東等省份。特高壓直流輸電線路為各省提供高比例省外電力的同時，也對各省省內的電源建設提出了更高的要求。現在的省內電源建設一般是通過調峰能力平衡及各地區電力平衡情況，求得本省調峰需求，進而確定中長期電源結構和規劃布局。這種方法忽略了大規模間歇性可再生能源對電源規劃建設的貢獻、廣域范圍內特高壓直流輸電參與跨區調峰的能力，以及特高壓直流區外來電與省內電源的協同消納等，通過數據挖據技術對特高壓直流來電與省內電源建設各指標的耦合關聯特性進行分析是新形勢下電源建設與規劃的重點和難點。
技術實現要素：
本發明的目的在于彌補現有電源建設規劃方法中的薄弱環節，提供基于灰色理論的特高壓直流來電與省內電源關聯分析方法，該方法能夠計算出特高壓直流輸電與省內電源兩系統及兩系統中各可靠性因素的關聯程度，定性與定量揭示特高壓直流輸電系統影響省內電源建設可靠性的主要因素，同時按照年份展示出時序演變規律，以便對電源建設及規劃做出正確的決策。
為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：基于灰色理論的特高壓直流來電與省內電源關聯分析方法，該方法包括以下步驟：
(1)建立特高壓直流輸電系統可靠性評價指標體系。
(2)建立電源建設可靠性評價指標體系。
(3)收集歷年指標數據，建立特高壓直流輸電系統數據庫。
(4)收集歷年指標數據，建立電源建設系統數據庫。
(5)構建特高壓直流來電與省內電源灰色關聯度模型。
(6)計算并揭示特高壓直流來電與省內電源關聯度及關聯特性。
進一步的，步驟(1)所述的“建立特高壓直流輸電系統評價指標體系”的具體內容為：
a.以評價指標體系建立的五個原則為依據，即系統全面原則、重點突出原則、切實可行原則、相對獨立原則、量化可比原則。
b.選取特高壓直流輸電系統可靠性指標，包括能量可用率、強迫能量不可用率、強迫停運次數、利用小時數。
進一步的，步驟(2)中所述的“建立電源建設可靠性評價指標體系”的具體內容為：
a.以評價指標體系建立的五個原則為依據，即系統全面原則、重點突出原則、切實可行原則、相對獨立原則、量化可比原則。
b.選取電源建設可靠性評價指標，包括充裕性指標和安全性指標。其中充裕性指標有裝機容量、電源結構、最大負荷、省內受電比例、調峰容量及備用容量，安全性指標有n-1通過率、n-2通過率、短路電流及無功補償。
進一步的，步驟(5)中所述的“構建特高壓直流來電與省內電源關聯度模型”的具體過程為：
a.確定分析序列
共兩組分析序列，第一組是步驟(3)中4個特高壓直流輸電系統可靠性指標數據，將其分別編號為xi(i＝1,2,...,4)；第二組是步驟(4)中10個電源建設可靠性指標數據，將其分別編號為yj(j＝1,2,...,10)。
b.消除序列數據量綱
對特高壓直流來電與省內電源數據分析序列xi和yj進行量綱的消除，分別用兩組指標序列第一年的數據xi(1)和yj(1)除以后面每年的指標數值，得到新的指標序列xi’和yj’。
c.計算極差
根據公式δi(k)＝|xi′(k)-yj′(k)|，逐個計算兩組去量綱化的指標序列對應元素xi’和yj’的絕對差值。
并根據公式
并根據公式
d.計算關聯系數
根據公式
本發明的工作原理：
為了解決在省內電源建設及規劃過程中遇到的與區外特高壓直流來電協同消納問題，本發明提出了基于灰色理論的特高壓直流來電與省內電源關聯分析方法。該方法將灰色關聯理論運用到了特高壓直流來電與省內電源兩系統中，首先建立特高壓直流來電與省內電源可靠性評價指標體系；然后再通過收集歷年實際運行數據，分別建立特高壓直流來電與省內電源兩系統數據庫；進一步運用灰色關聯理論，建立區外特高壓直流來電與省內電源建設可靠性的關聯度模型。通過編程求解可得出兩系統可靠性的內在關聯度。
由以上技術方案可知，本發明通過數據挖掘和運用灰色理論，揭示出區外特高壓直流來電與省內電源建設間關聯特性、主導因素及歷年時序演變規律，得出特高壓直流輸電系統影響省內電源建設可靠性的主要因素，為大規模特高壓直流輸電發展環境下的優化電源建設與規劃提供了依據。
附圖說明
圖1是本發明的工作流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步說明：
實施例1：如圖1所示，基于灰色理論的特高壓直流來電與省內電源關聯分析方法，該方法包括以下步驟：
(1)建立特高壓直流輸電系統可靠性評價指標體系。
(2)建立電源建設可靠性評價指標體系。
(3)收集歷年指標數據，建立特高壓直流輸電系統數據庫。
(4)收集歷年指標數據，建立電源建設系統數據庫。
(5)構建特高壓直流來電與省內電源灰色關聯度模型。
(6)計算并揭示特高壓直流來電與省內電源關聯度及關聯特性。
具體舉例說明，該方法包括以下順序的步驟：
(1)根據評價指標體系建立原則：系統全面原則、重點突出原則、切實可行原則、相對獨立原則、量化可比原則，選取能量可用率、強迫能量不可用率、強迫停運次數、利用小時數4個可靠性指標建立特高壓直流輸電系統可靠性評價指標體系。
(2)根據評價指標體系建立原則：系統全面原則、重點突出原則、切實可行原則、相對獨立原則、量化可比原則，選取裝機容量、電源結構、最大負荷、省內受電比例、調峰容量、備用容量、n-1通過率、n-2通過率、短路電流及無功補償10個可靠性指標建立省內電源可靠性評價指標體系。
(3)收集哈密-鄭州特高壓直流2014年與2015年的指標數據，建立特高壓直流輸電系統數據庫。
(4)收集河南省2010年-2015年電源建設指標數據，建立省內電源建設系統數據庫。
(5)根據數據庫，形成反映系統行為特征的兩組數據序列。
第一組序列是能量可用率、強迫能量不可用率、強迫停運次數、利用小時數4個特高壓直流輸電系統可靠性指標數據，將其分別編號為xi(i＝1,2,...,4)；第二組序列是裝機容量、電源結構、最大負荷、省內受電比例、調峰容量、備用容量、n-1通過率、n-2通過率、短路電流及無功補償10個電源建設可靠性指標數據，將其分別編號為yj(j＝1,2,...,10)。
(6)對特高壓直流來電與省內電源數據分析序列xi和yj進行無量鋼化處理，分別用兩組指標序列第一年的數據xi(1)和yj(1)除以后面每年的指標數值，得到無量綱指標序列xi’和yj’。
(7)計算極差，根據公式δi(k)＝|xi′(k)-yj′(k)|，逐個計算兩組去量綱化的指標序列對應元素xi’和yj’的絕對差值。
根據公式
根據公式
(8)計算關聯系數。根據公式
(9)對灰色關聯度進行比較排序，得出各參考序列與比較序列的灰色關聯程度，定量而且又直觀地看出各因素對主要因素的影響作用強弱。
若關聯系數rij＝1，說明區外來電某項指標與省內電源建設的關系最為密切，且二者的變化規律相同；若關聯系數rij在(0，1)范圍內，則關聯系數rij的值越大，系統間的關聯性越強，關聯系數rij值越小，系統間的關聯性越弱。根據關聯度值可判斷兩系統之間的關聯度為弱相關、中度相關、較強相關還是極強相關。
實施例2：如圖1所示，基于灰色理論的特高壓直流來電與省內電源關聯分析方法，該方法包括以下步驟：
(1)建立特高壓直流輸電系統可靠性評價指標體系。
(2)建立電源建設可靠性評價指標體系。
(3)收集歷年指標數據，建立特高壓直流輸電系統數據庫。
(4)收集歷年指標數據，建立電源建設系統數據庫。
(5)構建特高壓直流來電與省內電源灰色關聯度模型。
(6)計算并揭示特高壓直流來電與省內電源關聯度及關聯特性。
具體舉例說明，該方法包括以下順序的步驟：
(1)選取能量可用率、強迫能量不可用率、強迫停運次數、利用小時數4個可靠性指標建立特高壓直流輸電系統可靠性評價指標體系。
(2)根據評價指標體系建立原則：選取裝機容量、電源結構、最大負荷、省內受電比例、調峰容量、備用容量、n-1通過率、n-2通過率、短路電流及無功補償10個可靠性指標建立省內電源可靠性評價指標體系。
(3)收集哈密-鄭州特高壓直流2014年與2015年的指標數據，建立特高壓直流輸電系統數據庫。
(4)收集河南省2010年-2015年電源建設指標數據，建立省內電源建設系統數據庫。
(5)根據數據庫，形成反映系統行為特征的兩組數據序列。
第一組序列是能量可用率、強迫能量不可用率、強迫停運次數、利用小時數4個特高壓直流輸電系統可靠性指標數據，將其分別編號為xi(i＝1,2,...,4)；第二組序列是裝機容量、電源結構、最大負荷、省內受電比例、調峰容量、備用容量、n-1通過率、n-2通過率、短路電流及無功補償10個電源建設可靠性指標數據，將其分別編號為yj(j＝1,2,...,10)。
(6)對特高壓直流來電與省內電源數據分析序列xi和yj進行無量鋼化處理，分別用兩組指標序列第一年的數據xi(1)和yj(1)除以后面每年的指標數值，得到無量綱指標序列xi’和yj’。
(7)計算極差，根據公式δi(k)＝|xi′(k)-yj′(k)|，逐個計算兩組去量綱化的指標序列對應元素xi’和yj’的絕對差值。
根據公式
根據公式
(8)計算關聯系數。根據公式
(9)對灰色關聯度進行比較排序，得出各參考序列與比較序列的灰色關聯程度，定量而且又直觀地看出各因素對主要因素的影響作用強弱。
若關聯系數rij＝1，說明區外來電某項指標與省內電源建設的關系最為密切，且二者的變化規律相同；若關聯系數rij在(0，1)范圍內，則關聯系數rij的值越大，系統間的關聯性越強，關聯系數rij值越小，系統間的關聯性越弱。根據關聯度值可判斷兩系統之間的關聯度為弱相關、中度相關、較強相關還是極強相關。
以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。