一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型制造技术

一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，包括基础数据模块：储存模块所需的基本数据；运行数据模块：储存电网、梯级流域和电站的3类实时运行数据和1类调度决策数据。梯级优化模块：形成梯级水电站的调度策略；厂内优化模块：制定调度计划任务；梯级运行模块：对梯级水电站进行仿真；风电模块：对风电的出力进行仿真；光电模块：对光伏的出力进行仿真；常规电源模块：对常规电源的出力进行仿真；负荷模块，对负荷特性进行仿真；电网运行模块，对联合系统的运行进行仿真。本发明专利技术对梯级水库群运行、水电厂厂内优化、电网运行进行实时仿真，利用实时仿真数据，结合各电站所在地的天气数据、接入点电网的负荷数据，对梯级水电站的调度策略进行优化，优化对结果再通过上述的梯级水库群、水电机组、电网的仿真模块中进行验证。

A Data-driven Joint Operation Model of Cascade Hydropower and New Energy

【技术实现步骤摘要】
一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型
本专利技术涉及梯级水电站优化运行
，具体是一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型。
技术介绍
如何充分利用梯级水库的储能功能，发挥梯级水电站的调度作用，去平抑风电和光电的并网波动，以促进风电和光伏最大化利用，是当前梯级水电站优化运行中重要技术问题。如何制定相应的调度策略，并对策略进行验证是解决这一问题的关键。一般优化调度模块会包含优化和仿真两种功能模块，优化模块用来形成策略，目前的研究集中在优化模块上；仿真模块简单只对策略的效果进行验证，两者相对孤立。在实际求解策略时，需要使用大量的实时现场数据，为优化策略的研究形成造成了极大的阻碍。
技术实现思路
本专利技术提供一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，该模块为虚拟仿真与优化决策融为一体，优化模块形成策略，并将策略放在仿真模块上执行。仿真模块根据策略对梯级水库、水电机组、新能源、接入点电网的运行特性进行实时仿真，形成新的运行数据，提供给优化模块进行下一步的决策，为解决梯级水电和新能源联合运行的关键性技术问题提供技术支撑。本专利技术采取的技术方案为：一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，包括：基础数据模块：储存模块所需的基本数据，包括：梯级水电站所在地的流域水文数据，风力发电站所在地的风力数据，光伏电站所在地的光照、温度数据，水电接入点电网的负荷数据，水电接入点电网的常规能源的出力数据；运行数据模块：储存电网、梯级流域和电站的3类实时运行数据和1类调度决策数据，包括电网的潮流数据：电网各节点的电压、有功、无功、功角；梯级流域的运行数据：水位、下泄流量、发电流量、入库流量；水电站的运行数据：机组出力、停运机组的数量、运行机组的数量、线路负荷。梯级优化调度模块：形成梯级水电站的调度策略；厂内优化模块：制定调度计划任务，并实施该任务；梯级运行模块：对梯级水库进行仿真；风电模块：对风电的出力进行仿真；光电模块：对光伏的出力进行仿真；常规电源模块：对常规电源的出力进行仿真；负荷模块，对负荷特性进行仿真；电网运行模块：对联合系统的运行进行仿真。基础数据模块，将基本数据发送至光伏模块，风电模块、负荷模块、常规电源模块、梯级运行模块、梯级优化模块，提供仿真及决策用的基本参数及数据。运行数据模块，实时运行数据由电网运行模块、梯级运行模块、厂内优化模块形成，调度决策数据由梯级优化模块形成；把上一个调度周期的实时仿真数据传递梯级优化模块，用于优化下一个调度周期的调度方案。递梯级优化模块，根据基本数据和前一个调度周期的运行数据，对下一个调度周期的梯级水电调度方案进行优化计算，计算下一个调度周期内各梯级水库的最优控制水位、下泄流量、各电站的预期发电量，将调度策略传递给厂内优化模块和梯级运行模块；厂内优化模块，接收递梯级优化模块传递的调度策略及当前电站的仿真运行数据，确定在下一个调度周期内需要启停的机组、机组之间的出力分配，并对开停机及负荷调节过程进行实时仿真，将仿真的结果传递给梯级运行模块和电网运行模块。梯级运行模块，根据厂内优化模块提供的运行状态，基础数据提供的电站所在流域的水文数据，按事先设定的步长对水电机组进行开停机及功率调节的仿真模拟，并计算各电站出力，水库的实时水位、入库流量、下泄流量、发电流量。风电模块，根据发电厂所在地的风力数据，拟合风电的出力特性，将结果传给电网运行模块。光电模块，根据发电厂所在地的电力数据，拟合光电的出力特性，将结果传给电网运行模块。常规电源模块，根据水电站接入点电网的常规电站数据，对常规电源的出力特性进行拟合，将结果传给电网运行模块。负荷模块，根据水电站接入点电网的负荷数据，对负荷特性进行拟合，对常规电源的出力进行仿真。电网运行模块，对水电接入点的电网进行适当的简化，综合光伏、风电、水电、常规电源及负荷的特性，对光伏、风电、水电联合运行特性进行仿真，包括各节点的电压、有功、无功、功角。一种基于数据驱动的梯级水电和新能源联合运行方法，对梯级水库群运行、水电厂厂内优化、电网运行进行实时仿真，利用实时仿真数据，结合各电站所在地的天气数据、接入点电网的负荷数据，对梯级水电站的调度策略进行优化，优化对结果再通过上述的梯级水库群、水电机组、电网的仿真模块中进行验证。时间尺度，各模块采用不同的时间尺度，需要采用相应的模块机制，具体包括：（1）模块的执行包含了优化决策、实时仿真两个环节，梯级优化模块、厂内优化模块是优化决策的环节，梯级运行模块、风电模块、光伏模块、负荷模块、常规电源模块、电网运行模块是实时仿真环节；（2）在一个决策周期内，梯级优化模块和厂内优化模块仅执行一次，形成了调度方案后，将调度方案传给运行数据模块，优化模块退出执行，直至本周期结束；（3）基础数据模块的所有数据按调度所需的时间尺度统一存储；（4）运行数据模块数据都包含两种时间尺度的数据：第一种是与基础数据模块的时间尺度相对应的数据，第二种是与仿真步长相对应的数据。本专利技术是一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，技术效果如下：1）：利用实时的虚拟仿真模块,不但能够给调度方案的制定提供数据，还可以对调度的效果进行仿真验证，为策略的制定提供了技术支撑。2）：模块中既有“水——电”之间的关联，也有“电——水”之间的关联，将梯级水电、新能源和电网的相互作用形成闭环，最大程度还原了工程实际，以此为基础制定的调度策略更能满足工程的需求。3）：对梯级水库、水电机组、新能源、接入点电网的运行特性进行实时仿真，即能够准确的反映各电源的运行特性，也能够准确的反映电网的运行特性。附图说明图1为本专利技术模块结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，包括：基础数据模块、运行数据模块、梯级优化模块、厂内优化模块、梯级运行模块、电网运行模块、光伏模块、风电模块、负荷模块、常规电源模块。1.基础数据模块，按照一定的时间尺度储存模块计算所需的基本参数，包括：梯级水电站的水头和流量，风力发电站的风速，光伏电站的光照和温度，接入点等值电网的负荷曲线和常规能源的出力曲线。基础数据模块的输出端分别与光伏模块、风电模块、负荷模块、常规电源模块、梯级运行模块和梯级优化模块的输入端相连。基础数据库将对应参数分别传输给光伏模块、风电模块、负荷模块、常规电源模块、梯级运行模块，用于仿真模块的运算；同时将所有参数传递给梯级优化模块和厂内优化模块，用于计算调度策略。2.运行数据模块，储存电网、梯级流域及水电站的实时运行数据和调度决策方案，电网的运行数据是潮流数据：电压、有功、无功、功角；梯级流域的运行数据包括：水库上下游水位、下泄流量、发电流量、入库流量；水电站的运行数据包括：有功、无功、电压、电流、励磁电压、励磁电流、频率、开度、转速；调度决策数据：电站启停及功率调整的序列表。该模块与电网运行模块、梯级运行模块、厂内优化模块相连，形成双向连接，输入端与上述模块的输出端相连，输出端与上述模块的输入端相连。运行数据由电网运行模块、梯级运行模块、厂内优化模块形成；调度决策数据由梯级优化模块形成；运行数据按照仿真步长实时更新，调度决策数据按照调度周期更新。3.梯级优化模块，计算梯级水电站的调度策略。当新的调度周期开始时，根据基础数据模块提供的参数，及前本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于包括：基础数据模块：储存模块所需的基本数据，包括：梯级水电站所在地的流域水文数据，风力发电站所在地的风力数据，光伏电站所在地的光照、温度数据，水电接入点电网的负荷数据，水电接入点电网的常规能源的出力数据；运行数据模块：储存电网、梯级流域和电站的3类实时运行数据和1类调度决策数据，包括电网的潮流数据：电网各节点的电压、有功、无功、功角；梯级流域的运行数据：水位、下泄流量、发电流量、入库流量；水电站的运行数据：机组出力、停运机组的数量、运行机组的数量、线路负荷；梯级优化模块：形成梯级水电站的调度策略；厂内优化模块：制定调度计划任务，并实施该任务；梯级运行模块：对梯级水库进行仿真；风电模块：对风电的出力进行仿真；光电模块：对光伏的出力进行仿真；常规电源模块：对常规电源的出力进行仿真；负荷模块，对负荷特性进行仿真；电网运行模块，对联合系统的运行进行仿真。

【技术特征摘要】
1.一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于包括：基础数据模块：储存模块所需的基本数据，包括：梯级水电站所在地的流域水文数据，风力发电站所在地的风力数据，光伏电站所在地的光照、温度数据，水电接入点电网的负荷数据，水电接入点电网的常规能源的出力数据；运行数据模块：储存电网、梯级流域和电站的3类实时运行数据和1类调度决策数据，包括电网的潮流数据：电网各节点的电压、有功、无功、功角；梯级流域的运行数据：水位、下泄流量、发电流量、入库流量；水电站的运行数据：机组出力、停运机组的数量、运行机组的数量、线路负荷；梯级优化模块：形成梯级水电站的调度策略；厂内优化模块：制定调度计划任务，并实施该任务；梯级运行模块：对梯级水库进行仿真；风电模块：对风电的出力进行仿真；光电模块：对光伏的出力进行仿真；常规电源模块：对常规电源的出力进行仿真；负荷模块，对负荷特性进行仿真；电网运行模块，对联合系统的运行进行仿真。2.根据权利要求1所述一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于：基础数据模块，将基本数据发送至光伏模块，风电模块、负荷模块、常规电源模块、梯级运行模块、梯级优化模块，提供仿真及决策用的基本参数。3.根据权利要求1所述一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于：运行数据模块，实时运行数据由电网运行模块、梯级运行模块形成，调度决策数据由梯级优化模块形成；把上一个调度周期的实时仿真数据传递梯级优化模块，用于优化下一个调度周期的调度方案。4.根据权利要求1所述一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于：梯级优化模块，根据基本数据和前一个调度周期的运行数据，对下一个调度周期的梯级水电调度方案进行优化计算，计算下一个调度周期内各梯级水库的最优控制水位、下泄流量、各电站的预期发电量，将调度策略传递给厂内优化模块。5.根据权利要求1所述一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于：厂内优化模块，接收递梯级优化模块传递的调度策略及当前电站的仿真运行数据，确定在下一个调度周期内需要启停的机组、机组之间的出力分配的时序表，并将时序表存至与运行数据模块。6.根据权利要求1所述一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于：梯级运行模块，根据厂内优化模块提供的运行状态，基础数据提供的电站所在流域的水文数据，按事先设定的步长对水电机组进行开停机及功率调节的仿真模拟，并计算各电站出力，水库的实时水位、入库流量、下泄流量、发电流量。7.根据权利要求1所述一种数据驱动的梯级水电和新能源联合运行模型，其特征在于：风电模块，根据发电厂所在地的风力数据，拟合风电的出力特性，将结果传给电网运行模块；光电模块，根据发电厂所在地的电力数据，拟合光电的出力特...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁，李咸善，汪长林，胡文斌，张彬桥，钟浩，付文龙，李文武，甘辉霞，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42