基于水电动态库容经济调度方法技术

本发明专利技术公开基于水电动态库容经济调度方法，步骤为：1)获取水库基本信息和水文预测信息；2)建立水库动态控制模型；3)获取电气系统基础信息；4)建立水能约束线性模型；5)建立基于水库动态控制的经济调度模型6)求解基于水库动态控制的经济调度模型，得到水电动态库容经济调度方式。本发明专利技术利用动态库容的方法，提升汛期水库的水位上限，使得水库的灵活性大大提升，弃水减小，成本降低。

【技术实现步骤摘要】
基于水电动态库容经济调度方法
本专利技术涉及经济调度领域，具体是基于水电动态库容经济调度方法。
技术介绍
我国水电发展迅速，目前中国水电装机容量达370GW，相比于传统燃煤/燃油发电，水电具有清洁环保等优点，水电站肩负发电、防洪、灌溉等功能，是我国重要的资源。但水电站的发电能力并没有完全开发出来，尤其是在汛期，静态保守的汛限水位使得水库的库容被限制在较低水平，导致大量弃水。但是，随着现在预测能力的提升，水库的汛限水位可以从原来的静态方式变为动态控制，汛期的水库库容得到扩展，可以为电力系统提供更多的灵活性。并且库容扩展使得弃水成本降低，带来了更大的经济效益。目前，水力发电的库容在汛期大多都是采用静态保守的讯限水位，这会极大的损失水电的效益。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供基于水电动态库容经济调度方法，包括以下步骤：1)获取水库基本信息和水文预测信息。所述输入水库基本信息包括死水位、汛限水位、正常蓄水位、防洪高水位。所述水文预测信息包括洪水预见期、预测水库来水量。2)建立水库动态控制模型。建立水库动态控制模型的步骤包括：2.1)计算t时段水库ξ库容的可变化量Vξ(t)，即：式中，Vξ(t)为t时段水库ξ库容的可变化量。Qξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的发电流量。j＝1，2，…，Ns。Ns为水库ξ的水电机组总数。为t时段水库ξ的第j个水电机组的天然来水量。Rξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的弃水量。2.2)建立水库动态控制模型。水库动态控制模型的目标函数如下所示：式中，Vfirst和Vfinal分别为水库起始水位和终止水位。为t时段的水库ξ库容。T表示一个周期。为t-1时段的水库ξ库容。水库动态控制模型的约束条件如下所示：式中，为水库ξ的限制库容。为水库ξ的库容下限。为t时段水库ξ的库容上限。为水库ξ的第j个水电机组的发电流量下限。为水库ξ的第j个水电机组的发电流量上限。为水库ξ的第j个水电机组的弃水量下限。为水库ξ的第j个水电机组的弃水量上限。3)获取电气系统基础信息。所述电气系统基本数据包括电力系统设备参数、水轮机装机容量、系统网络拓扑结构和负荷功率。所述电力系统设备参数包括线路阻抗、线路对地电纳、线路传输功率约束条件、变压器阻抗、变压器对地导纳、变压器变比、变压器传输功率约束条件、电力系统节点对地导纳、电力系统节点连接负荷功率大小、发电机出力大小、发电机出力约束条件。4)建立水能约束线性模型。建立水能约束线性模型的步骤包括：4.1)建立水力发电模型，即：P′ξ,j(t)＝Aηξ,jQξ,j(t)hξ,j(t)(7)式中，A为水电转换效率。P′ξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的出力。ηξ,j为水库ξ的第j个水电机组的效率。hξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的水头高度。Qξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的发电流量。4.2)将水力发电模型线性化，得到水能约束线性模型，即：Pξ,j(t)＝r1,ξ,jQξ,j(t)+r2,ξ,jVξ,j(t)+r3,ξ,j(8)式中，r1,ξ,j、r2,ξ,j、r3,ξ,j为水库ξ的第j个水电机组的水能转换系数。Pξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的线性出力。5)建立基于水库动态控制的经济调度模型所述基于水库动态控制的经济调度模型的目标函数如下所示：式中，F为总运行成本。Z为水库个数。Ns为水电机组个数。Cs(t)为t时段的弃水总成本。λ为水库ξ的第j个水电机组的弃水成本系数。基于水库动态控制的经济调度模型的约束条件分别如公式(10)至公式(12)所示，即：式中，Ps为水电功率。Pd为负荷功率。式中，为t时段支路潮流的下限，为t时段支路潮流的上限。Pl(t)为t时段的支路潮流。H为转移分布因子矩阵，Bs为水电机节点关联矩阵。为水电机组j的出力下限。为水电机组j的出力上限。Psj(t)为水电机组j的出力。6)求解基于水库动态控制的经济调度模型，得到水电动态库容经济调度方式。求解基于水库动态控制的经济调度模型的工具包括Cplex求解器。本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利技术针对汛期水库弃水现象严重的问题，提供一种考虑水库动态控制的经济调度模型构建方法，该方法利用水文预测信息(来水量和洪水遇见期)，计算洪水有效预见期内水库的预泄量，然后用这部分预泄量来抬升汛期水库的上限，以此来提升水库汛期的蓄水能力。其特征在于，可以在保证安全的情况下挖掘水库的蓄水能力，提升水电的经济效益。本专利技术利用动态库容的方法，提升汛期水库的水位上限，使得水库的灵活性大大提升，弃水减小，成本降低。本专利技术构建的水库动态的控制的经济调度模型极大开发了水库容量的潜力，结合预报信息，对汛限水位进行动态调整，使汛期水库容量的上限提升，以此给电网提供更大的灵活性，带来更多的经济效益。附图说明图1为电力系统结构图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，但不应该理解为本专利技术上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本专利技术上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本专利技术的保护范围内。实施例1：基于水电动态库容经济调度方法，包括以下步骤：1)获取水库基本信息和水文预测信息。所述输入水库基本信息包括死水位、汛限水位、正常蓄水位、防洪高水位。所述水文预测信息包括洪水预见期、预测水库来水量。2)建立水库动态控制模型。建立水库动态控制模型的步骤包括：2.1)计算t时段水库ξ库容的可变化量Vξ(t)，即：式中，Vξ(t)为t时段水库ξ库容的可变化量。Qξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的发电流量。j＝1，2，…，Ns。Ns为水库ξ的水电机组总数。为t时段水库ξ的第j个水电机组的天然来水量。Rξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的弃水量。2.2)建立水库动态控制模型。水库动态控制模型的目标函数如下所示：式中，Vfirst和Vfinal分别为水库起始水位和终止水位。为t时段的水库ξ库容。T表示一个周期。为t-1时段的水库ξ库容。水库动态控制模型的约束条件如下所示：式中，为水库ξ的限制库容。为水库ξ的库容下限。为t时段水库ξ的库容上限。为水库ξ的第j个水电机组的发电流量下限。为水库ξ的第j个水电机组的发电流量上限。为水库ξ的第j个水电机组的弃水量下限。为水库ξ的第j个水电机组的弃水量上限。3)获取电气系统基础信息。所述电气系统基本数据包括电力系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于水电动态库容经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)获取所述水库基本信息和水文预测信息。/n2)建立水库动态控制模型；/n3)获取电气系统基础信息；/n4)建立水能约束线性模型；/n5)建立基于水库动态控制的经济调度模型/n6)求解基于水库动态控制的经济调度模型，得到水电动态库容经济调度方式。/n

【技术特征摘要】
1.基于水电动态库容经济调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)获取所述水库基本信息和水文预测信息。
2)建立水库动态控制模型；
3)获取电气系统基础信息；
4)建立水能约束线性模型；
5)建立基于水库动态控制的经济调度模型
6)求解基于水库动态控制的经济调度模型，得到水电动态库容经济调度方式。


2.根据权利要求1所述的基于水电动态库容经济调度方法，其特征在于：所述输入水库基本信息包括死水位、汛限水位、正常蓄水位、防洪高水位；
所述水文预测信息包括洪水预见期、预测水库来水量。


3.根据权利要求1所述的基于水电动态库容经济调度方法，其特征在于，建立水库动态控制模型的步骤包括：
1)计算t时段水库ξ库容的可变化量Vξ(t)，即：



式中，Vξ(t)为t时段水库ξ库容的可变化量；Qξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的发电流量；j＝1，2，…，Ns；Ns为水库ξ的水电机组总数；为t时段水库ξ的第j个水电机组的天然来水量；Rξ,j(t)为t时段水库ξ的第j个水电机组的弃水量；T表示一个周期；
2)建立水库动态控制模型；
水库动态控制模型的目标函数如下所示：



式中，Vfirst和Vfinal分别为水库起始水位和终止水位；为t时段的水库ξ库容；T表示一个周期；为t-1时段的水库ξ库容；
水库动态控制模型的约束条件如下所示：












式中，为水库ξ的限制库容；为水库ξ的库容下限；为t时段水库ξ的库容上限；为水库ξ的第j个水电机组的发电流量下限；为水库ξ的第j个水电机组的发电流量上限；为水库ξ的第j个水电机组的弃水量下限；为水库ξ的第j个水电机组的弃水量上限。


4.根据权利要求1所述的基于水电动态库容经济调度方法，其特征在于：所述电气系统基本数据包括电力系统设备参数、水轮机装机容量、系统网络拓扑结构和负荷功率。


5.根据权利要求4所述的基于水电动态库容经济调度方法，其特征在于：所述电力系统设备参数包括线路阻抗、...

【专利技术属性】
技术研发人员：代伟，罗策恒，唐彪，张冬冬，李深旺，武新章，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：广西;45