一种大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法技术

一种大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法，它包括以下步骤：步骤1)预测日尺度负荷；步骤2)确定优化计算水电站的负荷边界条件，步骤3)校正输电断面限制；步骤4)校正梯级水电站水量平衡关系；步骤5)在当利用预测的径流信息校正水量以及校正输电断面限制后，根据后续日负荷偏差来校正各时段电力平衡关系；步骤6)根据不同季节采用不同的目标函数作为量化指标来调整梯级水电站群电量分解计划。本发明专利技术的目的是提供一种对水电交易电量进行合理分解与校核的方法，以避免出现交易电量成交但电厂不被允许发电、交易电量没有成交但电厂超发弃水电量被惩罚等现象，从而很好的保障交易电量的顺利执行。

【技术实现步骤摘要】
一种大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法
本专利技术属于水利水电工程
，具体涉及一种大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法。
技术介绍
随着我国水电规模的持续加大以及电力市场相关政策的逐步落实，水电参与市场竞争是实现资源优化配置的必然趋势。然而水电参与市场竞争面临着来水不确定性、水库调节性能差异大、水库综合利用矛盾、不同业主的上下游梯级竞争调度、输电断面限制导致局部窝电等一系列复杂问题，使得水电参与市场竞争面临着很多困难，经常出现交易电量成交但电厂不被允许发电、交易电量没有成交但电厂超发弃水电量被惩罚等现象，仅有少部分电量能够执行下去，严重打击了水电厂参与电力市场的信心，同时也极大地影响了电网的安全稳定运行。在电力市场环境下，如何对水电交易电量进行合理分解与校核，保障交易电量顺利执行是目前水电参与电力市场交易亟待解决的理论与实践难题。目前，国内外学者针对电力市场环境下交易或合同电量分解方面做了大量研究工作，取得了很多创新性的研究成果，主要有以各电厂月度电量分解偏差最小、各机组平均负荷率与理想方案偏差最小、申报合同电量与最终合同电量偏差最小对年度或月度电量进行分解，但研究的对象大多是无水力联系的火电系统。鉴于水电参与电力市场的复杂性，目前已有学者研究水电参与电力市场交易合同电量分解问题，但关注的重点是发电收益最大的梯级水电站群年内合同电量分解、单站合同电量效益最大、梯级水电参与现货交易及跨价区合约交易面临的风险分析以及月度交易市场收益最大的年度合同电量分解，且研究对象规模较小，一些复杂约束如输电断面限制、电力电量平衡等不是很突出。本专利技术研究对象是大规模水电站群，需要耦合复杂的水量平衡、负荷平衡、电量平衡、输电断面限制等约束进行多维校核，在保证电网安全稳定运行前提下，还需考虑各水电站在月度电量交易与发电调度协调的公平性，因此大规模水电站群月度交易电量分解与校核问题在系统建模和求解方面较其它电源和传统一体化水电调度模式有较大区别。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种对水电交易电量进行合理分解与校核的方法，以避免出现交易电量成交但电厂不被允许发电、交易电量没有成交但电厂超发弃水电量被惩罚等现象，从而很好的保障交易电量的顺利执行。一种大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1)预测日尺度负荷：预测以日为尺度、以月为周期的省调负荷；步骤2)确定优化计算水电站的负荷边界条件：将水电站按以电定水参与水量平衡和电量平衡计算，利用步骤1)预测得到的省调负荷扣除火电、风电和光伏电源的日发电计划后，剩余负荷即为优化计算水电站的负荷边界条件；步骤3)校正输电断面限制，输电断面限制包括输电容量限制，当线路传输有功功率超过静稳极限时，要对上网水电站的有功功率加以限制。步骤4)校正梯级水电站水量平衡关系，当预测得到的径流信息发生变化后，根据不同目标函数作为量化指标来重新校核梯级水电站水量平衡关系；步骤5)在当利用预测的径流信息校正水量以及校正输电断面限制后，根据后续日负荷偏差来校正各时段电力平衡关系；步骤6)根据不同季节采用不同的目标函数作为量化指标来调整梯级水电站群电量分解计划。所述目标函数包括目标函数1以及目标函数2，目标函数1以每座水电站当日的月累发电量完成进度与系统计划完成进度偏差最大值最小为目标，其目标函数如下：目标函数2以月末累计发电量与交易电量相对偏差最大值最小为目标，其目标函数如下：式中，F1表示所有水电站在时段t的月累发电量完成度与系统计划完成度偏差最大值，F2表示所有水电站月末累计发电量与交易电量偏差最大值；T表示当月天数；表示水电站m从月初到第t时段的月累发电量；Em表示水电站m的月度交易总电量，单位MWh；计算时间尺度为日，利用最新的负荷预测、径流预测和实际月累实发电量作为边界条件，每天滚动计算至月末；M为优化计算水电站总数。在步骤4)中，当采用目标函数1进行优化调度时，采用以电定水算法，若有弃水则正常弃；当采用目标函数2进行优化调度时，若预测来水较大有弃水时，按交易电量发电存在弃水风险，应增加计划出力以减少弃水，为避免调度期日均水位发生剧烈波动，在原计划出力基础上均匀加大出力，直至发电出力或发电流量达到最大，若仍有弃水则正常弃；若调度期预测来水较小时，不能满足交易电量，则应在上、中旬减少计划出力以维持较高水位，充分利用水头效应多发电，待月末再逐渐加大出力直至死水位，以尽可能多地完成月度交易电量。在步骤5)中，后续日负荷偏差的计算如下：式中△Nt表示t时刻电量供需偏差；表示第t时刻剩余负荷；为水电站m在t时段平均出力，单位MW；为不参与水量平衡只参与电量平衡的电站(包括火电站、风电站、光伏电站以及少数水电站)x在t时段平均出力；为电网在t时段预测省调负荷，单位MWh，每天滚动预报当日至月末的负荷需求，为动态变化值；当△Nt>ε时，表示正偏差，需要增加水电站出力以满足负荷需求；当△Nt<-ε时，表示负偏差，需要减少水电站出力以满足电力平衡；当|△Nt|≤ε时，表示负荷基本平衡。在步骤6)中，根据不同季节分别采用目标函数1和目标函数2作为量化指标，指标带正负号，正指标数值越大，表示水电站月累发电量超发越严重，需要优先减少出力；负指标数值越小，表示水电站月累实发电量欠发越严重，需要优先加大出力；指标数据越接近0，表示水电站发电量越接近计划电量。操作时，利用上述的量化指标，梯级水电站群电量分解计划调整策略如下：当△Nt>ε时，表示电网缺电，要加大水电站出力才能满足供需平衡，计算参与优化计算水电站的目标函数，剔除没有空闲容量或水位已达死水位的水电站，然后将带正负号的目标函数值从小到大排序，排序越靠前表明水电站离计划电量差距越大，应优先增加出力，若无负偏差水电站，则依次增加平衡电厂和正偏差水电站出力，直至平衡负荷缺口；当△Nt<-ε时，表示电网富余电，需要减少水电站出力才能满足供需平衡，计算参与优化计算水电站的目标函数，剔除有弃水的水电站，然后将带正负号的目标函数值从大到小排序，排序越靠前表明水电站超发电量越严重，优先减小出力，若无正偏差水电站，则依次减少平衡电厂和负偏差水电站出力直至平衡负荷缺口；当|△Nt|≤ε时，表示电网在第t时刻负荷已平衡。在步骤1)中，扣除火、风、光三类电源的计划出力。在步骤1)中，首先根据历史月度负荷总量增减趋势预测当前月度负荷总量，再以历史同期日尺度负荷为典型月负荷，将预测省内负荷总量等比分配至每一天，获得初始负荷预测结果，然后利用时间序列法，以当前时刻之前的一周实际日尺度负荷滚动修正后一周的预测省内负荷，修正后的省内预测负荷再叠加西电东送和送境外负荷，构成需要平衡的省调负荷。在步骤3)中，根据电网日运行方式获得的断面数据，提出采用每日滚动方式动态更新断面极限值，当采用目标函数1进行优化求解时，若断面越上或下限，断面上各水电站严格按等比减少或增加出力，直至满足断面限制要求，整个过程还需考虑水库水位限制、发电流量限制、水电站出力限制等约束条件。在步骤3)中，当采用目标函数2进行优化求解时，若断面越上限，计算断面上各水电站的目标函数，剔除有弃水的水电站，然后将带正负号的目标函数值从大到小排序，排序越靠前表明水电站超发电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1)预测日尺度负荷：预测以日为尺度、以月为周期的省调负荷；步骤2)确定优化计算水电站的负荷边界条件：将水电站按以电定水参与水量平衡和电量平衡计算，利用步骤1)预测得到的省调负荷扣除火电、风电和光伏电源的日发电计划后，剩余负荷即为优化计算水电站的负荷边界条件；步骤3)校正输电断面限制，输电断面限制包括输电容量限制，当线路传输有功功率超过静稳极限时，要对上网水电站的有功功率加以限制；步骤4)校正梯级水电站水量平衡关系，当预测得到的径流信息发生变化后，根据不同目标函数作为量化指标来重新校核梯级水电站水量平衡关系；步骤5)在当利用预测的径流信息校正水量以及校正输电断面限制后，根据后续日负荷偏差来校正各时段电力平衡关系；步骤6)根据不同季节采用不同的目标函数作为量化指标来调整梯级水电站群电量分解计划。

【技术特征摘要】
1.一种大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法，其特征在于，它包括以下步骤：步骤1)预测日尺度负荷：预测以日为尺度、以月为周期的省调负荷；步骤2)确定优化计算水电站的负荷边界条件：将水电站按以电定水参与水量平衡和电量平衡计算，利用步骤1)预测得到的省调负荷扣除火电、风电和光伏电源的日发电计划后，剩余负荷即为优化计算水电站的负荷边界条件；步骤3)校正输电断面限制，输电断面限制包括输电容量限制，当线路传输有功功率超过静稳极限时，要对上网水电站的有功功率加以限制；步骤4)校正梯级水电站水量平衡关系，当预测得到的径流信息发生变化后，根据不同目标函数作为量化指标来重新校核梯级水电站水量平衡关系；步骤5)在当利用预测的径流信息校正水量以及校正输电断面限制后，根据后续日负荷偏差来校正各时段电力平衡关系；步骤6)根据不同季节采用不同的目标函数作为量化指标来调整梯级水电站群电量分解计划。2.根据权利要求1所述的大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法，其特征在于：所述目标函数包括目标函数1以及目标函数2，目标函数1以每座水电站当日的月累发电量完成进度与系统计划完成进度偏差最大值最小为目标，其目标函数如下：目标函数2以月末累计发电量与交易电量相对偏差最大值最小为目标，其目标函数如下：式中，F1表示所有水电站在时段t的月累发电量完成度与系统计划完成度偏差最大值，F2表示所有水电站月末累计发电量与交易电量偏差最大值；T表示当月天数；表示水电站m从月初到第t时段的月累发电量；Em表示水电站m的月度交易总电量，单位MWh；计算时间尺度为日，利用最新的负荷预测、径流预测和实际月累实发电量作为边界条件，每天滚动计算至月末；M为优化计算水电站总数。3.根据权利要求2所述的大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法，其特征在于：在步骤4)中，当采用目标函数1进行优化调度时，采用以电定水算法，若有弃水则正常弃；当采用目标函数2进行优化调度时，若预测来水较大有弃水时，按交易电量发电存在弃水风险，应增加计划出力以减少弃水，为避免调度期日均水位发生剧烈波动，在原计划出力基础上均匀加大出力，直至发电出力或发电流量达到最大，若仍有弃水则正常弃；若调度期预测来水较小时，不能满足交易电量，则应在上、中旬减少计划出力以维持较高水位，充分利用水头效应多发电，待月末再逐渐加大出力直至死水位，以尽可能多地完成月度交易电量。4.根据权利要求2或3所述的大规模水电站群月度交易电量分解与校核方法，其特征在于：在步骤5)中，后续日负荷偏差的计算如下：式中△Nt表示t时刻电量供需偏差；表示第t时刻剩余负荷；为水电站m在t时段平均出力，单位MW；为不参与水量平衡只参与电量平衡的电站(包括火电站、风电站、光伏电站以及少数水电站)x在t时段平均出力；为电网在t时段预测省调负荷，单位MWh，每天滚动预报当日至月末的负荷需求，为动态变化值；当△Nt>ε时，表示正偏差，需要增加水电站出力以满足负荷需求；当△Nt<-ε时，表示负偏差，需要减少水电站出力以满足电力平衡；当|△Nt|≤ε时，表示负荷基本平衡。5.根据权利要求4所述的大规模水电站群月度...

【专利技术属性】
技术研发人员：程雄，唐应玲，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42