一种单站多电网的水电负荷分配方法、系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种单站多电网的水电负荷分配方法、系统及其应用，其中方法包括：以多个电网剩余负荷均方差最小为目标，建立电站到多个电网的水电负荷分配的目标函数；根据电站出力上下限、电站本地存留负荷过程的总电力、电站到多个电网的联络线上有功上下限，电站本地存留负荷过程的总电量和电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到目标函数的水电侧约束条件和电网侧约束条件；利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。本发明专利技术提高了区域电网水电负荷优化分配的效率和效果，克服单电网输电模式的局限性。

【技术实现步骤摘要】
一种单站多电网的水电负荷分配方法、系统及其应用
本专利技术属于水利信息化领域，更具体地，涉及一种单站多电网的水电负荷分配方法、系统及其应用。
技术介绍
我国水能资源极为丰富，且已规划建设有长江中下游、金沙江、雅砻江、澜沧江、黄河上游等十三大水电生产基地，正逐步由水电开发阶段发展至水电管理阶段。国内外学者在短中长期梯级水库群调度上的模型分析与算法求解等方面的研究成果丰硕，研究的方向主要集中于水电消纳、水电调峰减弃、水电负荷预测以及水电发展政策等方面，在多级协同优化调度方面的研究也还主要停留在单电网输电下的水电站发电计划编制模式方面，例如J等通过综合考虑电站水头敏感性、机组最小开停机时间与起停机花费、不连续出力运行区间等因素，建立了梯级水电站群短期优化调度混合整数规划模型；孟庆喜等提出一种基于电网理想余荷过程的调峰建模方法，以避免多电网调峰过程中出现的局部时段范围内余荷频繁波动的问题。然而，当前的多级水电协同调度系统由区域电网、国家级电网、省级电网、流域集控中心和梯级水电站等多主体组成，各主体调度信息多源，调度目标不同，且各层级主体调度计划自主权和不同层级水电调度都存在差异，这皆给发电调度过程中负荷的合理分配带来了困难，已有的单电网输电模式已不再适用。另一方面，传统模式的BS系统以客户机端发出请求、服务器端响应的方式工作，难以实现水电调度实时响应需求，譬如实时监控调整及反馈区域电网各水电站的负荷分配结果，这就需要服务器端能实时地将更新的信息传输到客户机端，而无须客户机端发出请求。然而现有技术存在区域电网水电负荷优化分配的效率和效果较差，单电网输电模式具有局限性的技术问题。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种单站多电网的水电负荷分配方法、系统及其应用，由此解决现有技术存在区域电网水电负荷优化分配的效率和效果较差，单电网输电模式具有局限性的技术问题。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种单站多电网的水电负荷分配方法，包括：(1)以多个电网剩余负荷均方差最小为目标，建立电站到多个电网的水电负荷分配的目标函数；(2)根据电站出力上下限、电站本地存留负荷过程的总电力、电站到多个电网的联络线上有功上下限，电站本地存留负荷过程的总电量和电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到目标函数的水电侧约束条件和电网侧约束条件；(3)利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。进一步地，目标函数为：其中，R为多个电网剩余负荷均方差，N为多个电网的数量，T为时段数，为第n个电网t时段剩余负荷；为第n个电网所有时段剩余负荷的平均值，wn为第n个电网的调峰目标权重系数，1≤n≤N，1≤t≤T。进一步地，第n个电网t时段剩余负荷为：其中，Lnt为第n个电网t时段原始负荷，Pnt为第n个电网t时段分配的受电量。进一步地，第n个电网的调峰目标权重系数为：wn＝(Rn·μn)/λn其中，Rn为电站向第n个电网送电比例，μn为人工松弛变量，λn为第n个电网峰谷差与各电网峰谷差总和之比。进一步地，步骤(2)包括：所述水电侧约束条件包括：电站出力约束、电站存留负荷电量约束和电站存留负荷电力约束，根据电站出力上下限得到电站出力约束，根据电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到电站存留负荷电量约束；电网侧约束条件包括联络线有功约束和多电网受电量比例约束，根据电站到多个电网的联络线上有功上下限得到联络线有功约束，将电站本地存留负荷给各电网的电量比例与电站本地存留负荷过程的总电量的乘积作为多电网受电量比例约束。进一步地，步骤(3)包括：将利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，当输出结果收敛时得到多个电网剩余负荷均方差最小值与各电网受电增量的协调比例，根据各电网受电增量的协调比例和电站分配负荷总电量，得到和声搜索后的水电负荷分配曲线，对电站的送电曲线和和声搜索后的水电负荷分配曲线按照电站和各电网的原始水电负荷分配计划进行按合同比例分配，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。按照本专利技术的另一方面，提供了一种单站多电网的水电负荷分配系统，包括：建立目标函数模块，用于以多个电网剩余负荷均方差最小为目标，建立电站到多个电网的水电负荷分配的目标函数；获取约束条件模块，用于根据电站出力上下限、电站本地存留负荷过程的总电力、电站到多个电网的联络线上有功上下限，电站本地存留负荷过程的总电量和电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到目标函数的水电侧约束条件和电网侧约束条件；求解最优方案模块，用于利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。进一步地，求解最优方案模块将利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，当输出结果收敛时得到多个电网剩余负荷均方差最小值与各电网受电增量的协调比例，根据各电网受电增量的协调比例和电站分配负荷总电量，得到和声搜索后的水电负荷分配曲线，对电站的送电曲线和和声搜索后的水电负荷分配曲线按照电站和各电网的原始水电负荷分配计划进行按合同比例分配，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。按照本专利技术的另一方面，提供了一种单站多电网的水电负荷分配方法的应用，所述单站多电网的水电负荷分配方法应用于构建基于BS架构的区域电网水电负荷分配系统，所述基于BS架构的区域电网水电负荷分配系统包括：单站多电网的水电负荷分配模块，用于以多个电网剩余负荷均方差最小为目标，建立电站到多个电网的水电负荷分配的目标函数；根据电站出力上下限、电站本地存留负荷过程的总电力、电站到多个电网的联络线上有功上下限，电站本地存留负荷过程的总电量和电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到目标函数的水电侧约束条件和电网侧约束条件；利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案；基础信息管理模块，用于存储与管理电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案；浏览器，用于展示电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案；服务器，用于集成和声搜索算法；MySQL数据库，用于存储与管理电站出力上下限、电站本地存留负荷过程的总电力、电站到多个电网的联络线上有功上下限，电站本地存留负荷过程的总电量和电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量、电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。进一步地，浏览器与服务器之间通过AngularJS框架实现双向数据绑定，所述MySQL数据库与服务器之间通过SpringBoot框架实现数据存取。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：(1)本专利技术以多个电网剩余负荷均方差最小为目标，建立电站到多个电网的水电负荷分配的目标函数；同时利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。由此提高了区域电网水电负荷优化分配的效率和效果，克服单电网本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单站多电网的水电负荷分配方法，其特征在于，包括：(1)以多个电网剩余负荷均方差最小为目标，建立电站到多个电网的水电负荷分配的目标函数；(2)根据电站出力上下限、电站本地存留负荷过程的总电力、电站到多个电网的联络线上有功上下限，电站本地存留负荷过程的总电量和电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到目标函数的水电侧约束条件和电网侧约束条件；(3)利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。

【技术特征摘要】
1.一种单站多电网的水电负荷分配方法，其特征在于，包括：(1)以多个电网剩余负荷均方差最小为目标，建立电站到多个电网的水电负荷分配的目标函数；(2)根据电站出力上下限、电站本地存留负荷过程的总电力、电站到多个电网的联络线上有功上下限，电站本地存留负荷过程的总电量和电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到目标函数的水电侧约束条件和电网侧约束条件；(3)利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。2.如权利要求1所述的一种单站多电网的水电负荷分配方法，其特征在于，所述目标函数为：其中，R为多个电网剩余负荷均方差，N为多个电网的数量，T为时段数，为第n个电网t时段剩余负荷；为第n个电网所有时段剩余负荷的平均值，wn为第n个电网的调峰目标权重系数，1≤n≤N，1≤t≤T。3.如权利要求2所述的一种单站多电网的水电负荷分配方法，其特征在于，所述第n个电网t时段剩余负荷为：其中，Lnt为第n个电网t时段原始负荷，Pnt为第n个电网t时段分配的受电量。4.如权利要求2所述的一种单站多电网的水电负荷分配方法，其特征在于，所述第n个电网的调峰目标权重系数为：wn＝(Rn·μn)/λn其中，Rn为电站向第n个电网送电比例，μn为人工松弛变量，λn为第n个电网峰谷差与各电网峰谷差总和之比。5.如权利要求1-4任一所述的一种单站多电网的水电负荷分配方法，其特征在于，所述步骤(2)包括：所述水电侧约束条件包括：电站出力约束、电站存留负荷电量约束和电站存留负荷电力约束，根据电站出力上下限得到电站出力约束，根据电站本地存留负荷过程的总电量分配到各电网的电量得到电站存留负荷电量约束；电网侧约束条件包括联络线有功约束和多电网受电量比例约束，根据电站到多个电网的联络线上有功上下限得到联络线有功约束，将电站本地存留负荷给各电网的电量比例与电站本地存留负荷过程的总电量的乘积作为多电网受电量比例约束。6.如权利要求1-4任一所述的一种单站多电网的水电负荷分配方法，其特征在于，所述步骤(3)包括：将利用水电侧约束条件和电网侧约束条件对目标函数进行约束，然后利用和声搜索算法求解目标函数，当输出结果收敛时得到多个电网剩余负荷均方差最小值与各电网受电增量的协调比例，根据各电网受电增量的协调比例和电站分配负荷总电量，得到和声搜索后的水电负荷分配曲线，对电站的送电曲线和和声搜索后的水电负荷分配曲线按照电站和各电网的原始水电负荷分配计划进行按合同比例分配，得到电站到多个电网的水电负荷分配的最优方案。7.一种单站多电网的水电负荷分配系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫莉，葛叶帅，王永强，高新稳，舒生茂，邹义博，彭璐，
申请(专利权)人：华中科技大学，长江水利委员会长江科学院，
类型：发明
国别省市：湖北,42