Page 17 - 《中国电力》2026年第4期

米熠等：基于非参数核密度估计的风光水火储系统灵活性评估方法研究 2026 年第 4 期

0 引言 电量函数法、Z 变换法 [6] 和通用生成函数法 [15-16] 等。
在基于等效电量函数法的电力系统随机生产
随着“双碳”目标的深入推进，降低电力系 模拟研究领域，文献 [17] 建立风电、光伏的多状
统能源损耗与碳排放强度已成为能源转型的核心 态出力模型，结合等效电量函数法，分析风光能
任务，而构建新能源高占比的新型电力系统则是 源接入对系统可靠性和调峰性能的影响。文献 [18]
实现这一目标的关键路径。然而，风电、光伏等 将 系 统 运 行 调 度 策 略 与 随 机 生 产 模 拟 中 各 类 型
新能源发电具有显著的随机性和间歇性特征，导 机组的加载顺序相结合，基于等效电量函数法以
致电力供给侧波动幅度大幅增加，进而使得系统 每小时为步长对多能源电力系统的运行指标进行
对灵活性调节的需求急剧攀升。在此背景下，科 统计和模拟。文献 [19] 在传统等效电量函数法框
学开展电力系统灵活性评估对维持系统稳定运行 架 下 ， 引 入 分 布 式 电 源 （ distributed generation，
具有重要意义。 DG）出力模型与负荷持续曲线模型，并据此计算
电力系统灵活性是指系统在给定时间尺度内， 含 DG 的失负荷概率和失负荷电量期望。文献 [20]
以 经 济 可 行 的 方 式 调 度 可 用 资 源 ， 以 应 对 供 需 通过分析等效电量函数的有效区间及误差来源，提
两侧不确定性与波动的能力 。电力系统的运行 出用于水火发电系统随机生产模拟的两阶段定区间
[1]
具有多维度耦合特性，导致其灵活性难以直接测 等效电量函数法。文献 [21] 通过主成分聚类分析
量 [2-3] 。目前，众多学者对电力系统灵活性指标及 对新能源出力和负荷数据的时序性与相关性进行
其评估方法进行了研究，并取得了一定进展 [4-6] 。 处理，并结合等效电量函数法对风光火储系统进
将灵活性评估与经济调度相结合是一种被广泛采 行随机生产模拟。文献 [22] 利用自回归滑动平均
用的策略，目的是利用优化模型实现灵活性、经 模型（auto-regressive moving average model，ARMA）
济及其他目标的权衡。文献 [7] 采用多面体不确 对光照辐射强度进行预测，并计入光伏系统自身
定集合量化光伏出力波动性、不确定性及相关性 故障的影响，基于等效电量函数法分时段对含光
特征，并建立考虑灵活性需求的仿射可调鲁棒优 伏电力系统进行随机生产模拟。上述基于等效电
化模型。文献 [8] 根据源荷不确定性特征，从多 量函数法的随机生产模拟主要聚焦含风光储的电

时间尺度对电力系统灵活性需求进行量化，同时 力系统灵活性评估，研究机组强迫停运与新能源
构建了两阶段鲁棒优化模型，目标是在满足量化 接 入 对 系 统 灵 活 性 的 影 响 ， 对 新 能 源 出 力 波 动
后的灵活性需求基础上，权衡经济、环保与灵活 引发的系统爬坡不足问题及其影响的量化分析不
性目标。文献 [9] 通过构建间歇性可再生能源出 够深入。
力和负荷预测偏差的联合概率分布来量化系统灵 随着新能源渗透率的持续攀升，电力系统供
活性需求，进而建立计及灵活性需求与水电机组 需双侧均面临显著不确定性。目前，新能源出力
灵活供给能力的经济调度模型。 与负荷需求的不确定性建模方法主要包括场景预
在仅考虑发电机组出力特性与系统负荷曲线场 测、概率预测和区间预测 3 类方法 [23] 。现有电力
景下，随机生产模拟可计算不同运行方式下各机 系统灵活性评估方法多聚焦于源侧不确定性，对
组的出力情况并对系统灵活性进行评估。该方法 源荷双侧不确定性的考量不足。此外，这些方法
可分为模拟法 [10-12] 和解析法 [13] 两类，其中模拟法 多采用场景预测或概率预测开展不确定性建模，
以蒙特卡洛法为核心，通过统计系统故障频率来 这两种建模方式均属于点预测范畴，对新能源出
模拟系统状态，但存在计算量庞大、收敛速度慢、 力预测偏差较大或剧烈波动导致的极端运行场景
精度不足等问题。文献 [14] 利用离散型随机变量 的分析不够全面 [24] 。
描述新能源出力和消纳空间的随机性，通过概率 综上所述，本文以风光水火储多源耦合的新
分 布 间 的 运 算 实 现 对 新 能 源 消 纳 能 力 的 随 机 模 型电力系统为研究对象，提出基于“时序负荷曲
拟。与模拟法相比，解析法通过清晰便捷的数学 线+分段机组模型”的改进等效电量函数算法框
模型，能够以较低计算成本定量计算系统运行边 架，用于系统灵活性评估。该框架的优势体现在
界，进而评价其灵活性。常见的解析法包括等效 两个方面。1）将火电机组按出力区间细分，考

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