一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法技术

本发明专利技术公开了一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，包括：获取电网系统的参数数据；其中，所述参数数据包括时段参数、水电站参数和电网负荷参数；根据所述参数数据构建剩余负荷最大值最小的目标函数；根据所述参数数据构建弃水流量之和最小的目标函数；根据所述剩余负荷最大值最小的目标函数和所述弃水流量之和最小的目标函数，引入分组水电站电量约束条件和水电优化调度的常规约束条件。采用本发明专利技术实施例，能够在考虑电网调峰需求和水电弃水控制要求下，合理分解分组水电站群的月度电量。

A Method for Establishing Hydroelectric Power Decomposition Model Considering Peak Regulation and Waste Water

The invention discloses a method for establishing a decomposition model of hydropower and electricity quantity, which takes into account both peak shaving and waste water. The method includes: acquiring parameter data of power network system; the parameter data includes time period parameters, hydropower station parameters and load parameters of power network; constructing an objective function of minimum residual load maximum based on the parameter data; and constructing the minimum sum of waste water flow based on the parameter data. According to the objective function of minimizing the maximum residual load and minimizing the sum of abandoned water flow, the constraints of grouped hydropower stations and the conventional bundle conditions of hydropower optimal dispatch are introduced. The embodiment of the present invention can reasonably decompose the monthly electricity quantity of grouped hydropower stations, taking into account the demand of peak shaving of power grid and the requirement of water abandonment control.

【技术实现步骤摘要】
一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法
本专利技术涉及电网规划和调度运行领域，尤其涉及一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法。
技术介绍
我国电力市场正掀起新一轮改革高潮，西南地区大规模水电积极参与。其中，水电中长期市场与日前现货市场为重要组成部分。其中，日前现货市场：充分考虑次日电网运行边界条件及物理约束，通过集中优化，以发电费用最低为优化目标，决策次日的机组开机组合及发电出力曲线，实现电力电量平衡、电网安全管理和资源优化配置。日前市场的本质是通过安全经济调度，采用市场机制来制定次日的电网运行方式，是对现行“安全节能调度”、“安全三公调度”的有效承接。通过集中竞争优化，日前市场还将形成不同节点上的分时节点电价信号，真实反映电力商品在不同时间、不同地点的时空价值。中长期市场：日前现货开市前，都属于中长期市场。和其他普通商品中长期交易一样，买卖双方可以自主修正各自的购售电曲线和价格，充分体现市场主体的意愿，促进市场充分竞争，充分反映电力的普通商品属性。中长期市场交易形成的合约是差价合约，主要作用是帮助市场成员提前确定大部分的交易量并锁定价格，规避现货市场价格波动风险。水电中长期市场与日前现货市场形成的电力电量曲线周期、时段长度均不同，二者的有效衔接是需要重点关注的环节之一。水电中长期市场为差价合约模式，形成年内分月电量曲线，按中长期价格结算。日前现货市场为全电量出清模式，形成日内分时电力曲线，日前与中长期的偏差电量按照日前价格结算。在市场交易组织过程中，水电中长期交易在前，日前现货交易在后，需要将中长期交易形成的年内分月曲线分解成日内分时曲线，有效衔接中长期交易与现货交易。西南地区大规模水电作为电网优质的调峰电源，在有效缓解电网调峰压力同时，面临严重的弃水问题，在将中长期交易曲线分解的过程中如何有效考虑电网调峰需求和减少弃水是难点所在。而现有技术中的相关研究成果和文献报道大部分集中于水电年度电量的分解研究，并未涉及到关于兼顾调峰和弃水的水电中长期电量日内优化分解研究，无法考虑电网调峰需求和减少弃水要求。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，能够在考虑电网调峰需求和水电弃水控制要求下，合理分解分组水电站群的月度电量。为实现上述目的，本专利技术实施例提供了一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，包括：获取电网系统的参数数据；其中，所述参数数据包括时段参数、水电站参数和电网负荷参数；根据所述参数数据构建剩余负荷最大值最小的目标函数；其中，所述剩余负荷最大值最小的目标函数为：其中，F1为剩余负荷的最大值；i为水电站编号；I为水电站总数；t为时段编号；T为时段总数；Lt为t时段的电网负荷值；pi，t为水电站i在t时段的出力；根据所述参数数据构建弃水流量之和最小的目标函数；其中，所述弃水流量之和最小的目标函数为：其中，F2为调度期内弃水流量之和；si，t为水电站i在t时段的弃水流量；ωi，t为0-1整数变量，用于标识水电站i在t时段是否满发，当水电站满发时，ωi，t＝0；当水电站未满发时，ωi，t＝1；根据所述剩余负荷最大值最小的目标函数和所述弃水流量之和最小的目标函数，引入分组水电站电量约束条件和水电优化调度的常规约束条件；其中，所述分组水电站电量约束条件为：其中，j为发电商编号；Ωj为隶属于发电商j的水电站集合；Δt为计算时段，Δt取15min或1h；Ej为隶属于发电商j的水电站电量要求。与现有技术相比，本专利技术公开的兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，首先，获取电网系统的参数数据；然后，根据所述参数数据构建剩余负荷最大值最小的目标函数，并根据所述参数数据构建弃水流量之和最小的目标函数；最后，根据所述剩余负荷最大值最小的目标函数和所述弃水流量之和最小的目标函数，引入分组水电站电量约束条件和水电优化调度的常规约束条件，从而构建兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型。解决了现有技术的集中于水电年度电量的分解研究，并未涉及到关于兼顾调峰和弃水的水电中长期电量日内优化分解研究的问题，无法考虑电网调峰需求和减少弃水要求的问题。能够在考虑电网调峰需求和水电弃水控制要求下，合理分解分组水电站群的月度电量。所述水电优化调度的常规约束条件包括水量平衡约束条件；所述水量平衡约束条件为：其中，vi，t为水电站i在t时段末的库容；Qi，t为水电站i在t时段的入库流量，由其直接上游水库出库汇入；Ii，t为水电站i在t时段的区间入库流量；ui，t为水电站i在t时段的出库流量；qi，t为水电站i在t时段的发电流量。所述水电优化调度的常规约束条件还包括水位约束条件，所述水位约束条件为：Zmin，i≤zi，t≤Zmax，i公式(5)；其中，zi，t为水电站i在t时段末的水位值；zmax，i为水电站i的水位的上限；zmin，i为水电站i的水位的下限；所述水电优化调度的常规约束条件还包括起始水位约束条件，所述起始水位约束条件包括：zi，0＝Zi，0公式(6)；其中，zi，0为调度期起始水位；Zi，0为给定的调度期起始水位值。所述水电优化调度的常规约束条件还包括发电流量约束条件，所述发电流量约束条件为：Qmin，i≤qi，t≤Qmax，i公式(7)；其中，Qmax，i为水电站i的发电流量的上限；Qmin，i为水电站i的发电流量的下限。所述水电优化调度的常规约束条件还包括弃水流量约束条件，所述弃水流量约束条件为：0≤si，t≤Smax，i公式(8)；其中，Smax，i为水电站i的弃水流量上限。所述水电优化调度的常规约束条件还包括出库流量约束条件，所述出库流量约束条件为：Umin，i≤ui，t≤Umax，i公式(9)；其中，Umax，i为水电站i的出库流量的上限；Umin，i为水电站i的出库流量的下限。所述水电优化调度的常规约束条件还包括出力约束条件，所述出力约束条件为：Pmin，i≤pi，t≤Pmax，i公式(10)；其中，Pmax，i为水电站i的出力的上限；Pmin，i为水电站i的出力的下限。所述水电优化调度的常规约束条件还包括出力爬坡约束条件，所述出力爬坡约束条件为：|pi，t-pi，t-1|≤ΔPmax，i公式(11)；其中，ΔPmax，i为水电站i单时段最大出力升降限制。所述水电优化调度的常规约束条件还包括电站发电水头约束条件，所述电站发电水头约束条件包括：其中，hi，t为水电站i在t时段的发电水头；zdi，t为水电站i在t时段末的尾水位；为水电站i在t时段的水头损失常数。所述水电优化调度的常规约束条件还包括水位库容关系约束条件，所述水位库容关系约束条件包括：zi，t＝fzv(νi，t)公式(13)；其中，fzv(·)为水位库容关系函数，即表明zi，t与vi，t具有相关性；所述水电优化调度的常规约束条件还包括尾水位泄量关系约束条件，所述尾水位泄量关系约束条件包括：zdi，t＝fzu(ui，t)公式(14)；其中，fzu(·)为尾水位泄量关系函数，即表明zdi，t与ui，t具有相关性；所述水电优化调度的常规约束条件还包括电站动力特性曲线约束条件，所述电站动力特性曲线约束条件包括：pi，t＝fpqh(qi，t，hi，t)公式(15)；其中，fpqh(·)为电站出力、发电流量、发电水头本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，其特征在于，包括：获取电网系统的参数数据；其中，所述参数数据包括时段参数、水电站参数和电网负荷参数；根据所述参数数据构建剩余负荷最大值最小的目标函数；其中，所述剩余负荷最大值最小的目标函数为：

【技术特征摘要】
1.一种兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，其特征在于，包括：获取电网系统的参数数据；其中，所述参数数据包括时段参数、水电站参数和电网负荷参数；根据所述参数数据构建剩余负荷最大值最小的目标函数；其中，所述剩余负荷最大值最小的目标函数为：其中，F1为剩余负荷的最大值；i为水电站编号；I为水电站总数；t为时段编号；T为时段总数；Lt为t时段的电网负荷值；pi，t为水电站i在t时段的出力；根据所述参数数据构建弃水流量之和最小的目标函数；其中，所述弃水流量之和最小的目标函数为：其中，F2为调度期内弃水流量之和；si，t为水电站i在t时段的弃水流量；ωi，t为0-1整数变量，用于标识水电站i在t时段是否满发，当水电站满发时，ωi，t＝0；当水电站未满发时，ωi，t＝1；根据所述剩余负荷最大值最小的目标函数和所述弃水流量之和最小的目标函数，引入分组水电站电量约束条件和水电优化调度的常规约束条件；其中，所述分组水电站电量约束条件为：其中，j为发电商编号；Ωj为隶属于发电商j的水电站集合；Δt为计算时段，Δt取15min或1h；Ej为隶属于发电商j的水电站电量要求。2.如权利要求1所述的兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，其特征在于，所述水电优化调度的常规约束条件包括水量平衡约束条件；所述水量平衡约束条件为：其中，vi，t为水电站i在t时段末的库容；Qi，t为水电站i在t时段的入库流量，由其直接上游水库出库汇入；Ii，t为水电站i在t时段的区间入库流量；ui，t为水电站i在t时段的出库流量；qi，t为水电站i在t时段的发电流量。3.如权利要求2所述的兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，其特征在于，所述水电优化调度的常规约束条件还包括水位约束条件，所述水位约束条件为：Zmin，i≤zi，t≤Zmax，i公式(5)；其中，zi，t为水电站i在t时段末的水位值；zmax，i为水电站i的水位的上限；zmin，i为水电站i的水位的下限；所述水电优化调度的常规约束条件还包括起始水位约束条件，所述起始库容约束条件包括：zi，0＝Zi，0公式(6)；其中，zi，0为调度期起始水位；Zi，0为给定的调度期起始水位值。4.如权利要求2所述的兼顾调峰和弃水的水电电量分解模型建立方法，其特征在于，所述水电优化调度的常规约束条件还包括发电流量约束条件，所述发电流量约束条件为：Qmin，i≤qi，t≤Qmax，i公式(7)；其中，Qmax，i为水电站i的发电流量的上限；Qmin，i为水电站i的发电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉阳，周保荣，姚文峰，毛田，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东,44