一种水光互补调度大系统分解协调优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，方法包括：量化分析水光发电量的消纳情况：包括计算水光叠加出力，计算光伏整体波动周期内的水光叠加出力超出输电通道的电量，称为溢容G；光伏整体波动周期内的水光叠加出力未超出输电通道的时段，计算该光伏整体波动周期内剩余的可增加出力的空间，该空间称为水容F；计算水电临界出力信息；根据水电最优长期调度判断是否发生弃水现象，采用不同的调度模型进行协调优化。本发明专利技术在保障水电年发电量的基础上，实现中长期内的水电电量转移，光伏大则让出通道、光伏小则补偿通道，实现充分降低弃光电量，达到水光消纳电量最优的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
一种水光互补调度大系统分解协调优化方法


[0001]本专利技术涉及水库调度技术，特别是涉及一种水光互补调度大系统分解协调优化方法。

技术介绍

[0002]水电与光伏作为清洁能源的重要组成部分，虽然光伏发展迅速，但光伏出力存在“间歇性、随机性和波动性”等人为不可控的特性，会在光伏发电高峰时段，因富余的光电无法储存而出现大量弃光现象，限制了光伏产业的发展。在风光水三类主要清洁能源中，具有水库调蓄能力的水能，不仅在调度方式上易于调节水电出力，而且水电规模效应可观，能够作为各类不可控能源的中间媒介，用以配合光电出力，该情况下，通过建立大型水光互补清洁能源基地，水电与光伏共用输电通道，利用梯级库群水电机组容量及调节能力，优化电网对水光的消纳能力，这对于清洁能源发展具有重要意义。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，将调度过程分为年内逐月、月内逐日调度，明确各个时间尺度的调度规则，指导水光互调度运行。
[0004]技术方案：本专利技术的一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，包括以下步骤：
[0005]量化分析水光发电量的消纳情况：包括根据光伏整体波动周期内的水电平均出力与光伏出力叠加，计算水光叠加出力；进一步计算光伏整体波动周期内的水光叠加出力超出输电通道的电量，得到溢容G；光伏整体波动周期内的水光叠加出力未超出输电通道的时段，计算该光伏整体波动周期内剩余的可增加出力的空间，得到水容F；
[0006]根据光伏整体波动周期内的溢容G和水容F情况，计算水电临界出力信息；
[0007]判断水电最优长期调度判断是否发生弃水现象，若发生弃水现象，则采用以全年水电消纳电量最优的中长期调度方式获得水光系统中长期调度边界；若未发生弃水现象，则在水电最优长期调度基础上，进一步进行水光年内逐月互补、月内逐日互补后获得水光系统中长期调度边界。
[0008]进一步的，水光叠加出力的计算式为：
[0009][0010]其中，N
h
为水电平均出力；为光伏第t时段平均出力，t＝1
…
T，T为日内小时数；
[0011]溢容G的计算式为：
[0012][0013]其中，N
c
为输电通道最大负荷；
[0014]水容F的计算式为：
[0015][0016]其中，为水电出力上限，
△
t为计算步长。
[0017]进一步的，光伏整体波动周期内的溢容G等于水容F时，获得水电临界出力N
lj
，计算式为：
[0018]G＝F
[0019]其中，N
h
为水电平均出力。
[0020]更进一步的，输电通道发电空间优先配给水电发电量，光伏发电量占用剩余空间，结合对水光发电量消纳情况的量化分析，分为以下3种情况：
[0021](1)光伏整体波动周期内的水电平均出力＝水电临界出力，则溢容G＝水容F，水光发电量刚好占满输电通道内的全部可发电空间，不产生弃光；
[0022](2)光伏整体波动周期内的水电平均出力>水电临界出力，则溢容G>水容F，水电发电量占用输电通道内的发电空间后，剩余可发电空间不足以容纳所有光伏发电量，产生弃光；
[0023](3)光伏整体波动周期内的水电平均出力<水电临界出力，则溢容G<水容F，水电发电量占用输电通道内的发电空间后，剩余可发电空间足以容纳所有光伏发电量，不产生弃光。
[0024]进一步的，水电最优长期调度以年为调度周期，月为计算步长，目标为全年水电消纳电量最优，通过水电最优长期调度获得各月水电平均出力，具体包括：
[0025][0026][0027]其中，W
h
为全年水电消纳电量，为第m月水电消纳电量，为第m月水电平均出力，M为该年内的月数，D
m
为第m月内的天数，T为日内小时数，
△
t为计算步长。
[0028]进一步的，水光年内逐月互补具体为：
[0029](21)在水光年内逐月互补前，水库按全年水电消纳电量最优方式运行，未考虑各月光伏消纳情况，需要在该过程基础上进一步判断发生弃光的月份，当时，该月出现弃光现象，为第m月水电平均出力，为第m月水电临界出力，
[0030](22)从调度期内首个弃光月份开始进行水光年内逐月互补调节，降低当月水电发电流量，直至当月水电平均出力尽可能小于水电临界出力，降低光伏弃电量，并更新各月水电平均出力；
[0031](23)在调度期内首个弃光月份水光互补调节完成后，按调度期从前向后的时间顺序依次选取下一个弃光月份，重复步骤(22)，直至各月水电平均出力都尽可能小于水电临界出力。
[0032]更进一步的，步骤(22)具体为：
[0033]水光互补调节采用径流计算，以发电流量作为变量进行调节，该过程中需要满足下泄流量约束、弃水约束、弃光约束、出力约束，具体如下：
[0034](221)调度期内首个弃光月份为n月，表示n月水电平均出力大于该月水电临界出
力，需要通过降低n月水电平均出力，为光伏发电量让出输电通道的发电空间，n月通过降低水电发电流量，降低水电平均出力；
[0035](222)若n月出现弃水，表示n月因为降低水电发电流量，水库蓄水超过库容限制，需要通过依次加大n月之前月份的水电发电流量，通过水库调节能力提前腾出库容，避免n月出现弃水，与此同时，加大n月之前月份的发电流量即加大水电平均出力，该过程需要满足各月水电出力约束、水电临界出力的约束条件，该过程从n
‑
1月依次往前进行，直到步骤(221)中n月水电平均出力小于水电临界出力，则步骤(22)中n月水电平均出力取该水电平均出力；
[0036](223)若步骤(222)一直进行到调度期首月，已经调用n月前全部的水库调节能力，步骤(221)中n月水电平均出力依旧无法降低至水电临界出力，则步骤(22)中n月水电平均出力取该水电平均出力。
[0037]进一步的，水光月内逐日互补具体为：
[0038](31)根据各月水电临界出力与水电平均出力，计算各月缩放系数K
m
，具体包括：
[0039][0040]其中，为第m月水电临界出力；为第m月水电平均出力，m＝1，2
…
，12；
[0041](32)根据典型年光伏逐时出力序列各月水电平均出力计算各月逐日水电临界出力具体包括：
[0042][0043][0044][0045]G
m,d
＝F
m,d
[0046]其中，为第m月d天t时段的水光叠加出力；G
m,d
为第m月d天的溢容；N
c
为输电通道最大负荷；F
m,d
为第m月d天的水容；为为第m月d天的水电出力上限；为第m月d天水电临界本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，其特征在于，包括以下步骤：量化分析水光发电量的消纳情况：包括根据光伏整体波动周期内的水电平均出力与光伏出力叠加，计算水光叠加出力；进一步计算光伏整体波动周期内的水光叠加出力超出输电通道的电量，得到溢容G；光伏整体波动周期内的水光叠加出力未超出输电通道的时段，计算该光伏整体波动周期内剩余的可增加出力的空间，得到水容F；根据光伏整体波动周期内的溢容G和水容F情况，计算水电临界出力信息；判断水电最优长期调度判断是否发生弃水现象，若发生弃水现象，则采用以全年水电消纳电量最优的中长期调度方式获得水光系统中长期调度边界；若未发生弃水现象，则在水电最优长期调度基础上，进一步进行水光年内逐月互补、月内逐日互补后获得水光系统中长期调度边界。2.根据权利要求1所述的一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，其特征在于，水光叠加出力的计算式为：其中，N
h
为水电平均出力；为光伏第t时段平均出力，t＝1
…
T，T为日内小时数；溢容G的计算式为：其中，N
c
为输电通道最大负荷；水容F的计算式为：其中，为水电出力上限，
△
t为计算步长。3.根据权利要求1所述的一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，其特征在于，光伏整体波动周期内的溢容G等于水容F时，获得水电临界出力N
lj
，计算式为：G＝F其中，N
h
为水电平均出力。4.根据权利要求3所述的一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，其特征在于，输电通道发电空间优先配给水电发电量，光伏发电量占用剩余空间，结合对水光发电量消纳情况的量化分析，分为以下3种情况：(1)光伏整体波动周期内的水电平均出力＝水电临界出力，则溢容G＝水容F，水光发电量刚好占满输电通道内的全部可发电空间，不产生弃光；(2)光伏整体波动周期内的水电平均出力>水电临界出力，则溢容G>水容F，水电发电量占用输电通道内的发电空间后，剩余可发电空间不足以容纳所有光伏发电量，产生弃光；(3)光伏整体波动周期内的水电平均出力<水电临界出力，则溢容G<水容F，水电发电量占用输电通道内的发电空间后，剩余可发电空间足以容纳所有光伏发电量，不产生弃光。5.根据权利要求1所述的一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，其特征在于，水电最优长期调度以年为调度周期，月为计算步长，目标为全年水电消纳电量最优，通过水电最优长期调度获得各月水电平均出力，具体包括：
其中，W
h
为全年水电消纳电量，为第m月水电消纳电量，为第m月水电平均出力，M为该年内的月数，D
m
为第m月内的天数，T为日内小时数，
△
t为计算步长。6.根据权利要求1所述的一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，其特征在于，水光年内逐月互补具体为：(21)在水光年内逐月互补前，水库按全年水电消纳电量最优方式运行，未考虑各月光伏消纳情况，需要在该过程基础上进一步判断发生弃光的月份，当时，该月出现弃光现象，为第m月水电平均出力，为第m月水电临界出力，(22)从调度期内首个弃光月份开始进行水光年内逐月互补调节，降低当月水电发电流量，直至当月水电平均出力尽可能小于水电临界出力，降低光伏弃电量，并更新各月水电平均出力；(23)在调度期内首个弃光月份水光互补调节完成后，按调度期从前向后的时间顺序依次选取下一个弃光月份，重复步骤(22)，直至各月水电平均出力都尽可能小于水电临界出力。7.根据权利要求6所述的一种水光互补调度大系统分解协调优化方法，其特征在于，步骤(22)具体为：水光互补调节采用径流计算，以发电流量作为变量进行调节，该过程中需要满足下泄流量约束、弃水约束、弃光约束、出力约束，具体如下：(221)调度期内首个弃光月份为n月，表示n月水电平均出...

【专利技术属性】
技术研发人员：项华伟，周建，黄显峰，李大成，田耘，许昌，吴迪，李旭，郑源，张艳青，江薇，潘虹，黄文波，段兴林，吴峰，徐敏，鲜于虎成，格桑央拉，郭馨予，袁文楠，王宁，周引航，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司河海大学华能集团技术创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：