一种评估流域水电风光承载力的模型方法技术

本发明专利技术公开了一种评估流域水电风光承载力的模型方法，涉及发电系统技术领域，其技术方案要点是：包括风光承载力计算指标、风光承载力评估模型；风光承载力计算指标包括电量调节因子和装机调节因子，风光承载力评估模型包括模型目标函数、约束条件及求解方法。能够快速辨识制约水电枯期调节消纳风光能力的影响因素，并对水电枯水期消纳风光的能力进行评估。估。估。

【技术实现步骤摘要】
一种评估流域水电风光承载力的模型方法


[0001]本专利技术涉及发电系统
，更具体地说，它涉及一种评估流域水电风光承载力的模型方法。

技术介绍

[0002]在双碳目标愿景下，水风光互补成为一种重要且经济的能源运行形态。在水风光互补模式下，水电灵活的调节能力可以平抑风光波动，使得水风光总输出平稳，大大降低了风光的不稳定性对电网的冲击。受径流“丰裕枯缺”的天然属性影响，水风光互补运行在枯水期输电空间相比丰水期有富余，但存在流域水电枯期缺水导致调节能力不足的问题，将在一定程度上制约水电在枯水期消纳新能源的能力。因此，本申请针对枯水季节这个特殊时段，构建水风光互补仿真模型，便于辨识制约水电枯期调节消纳风光能力的影响因素，对水电枯水期消纳风光的能力进行评估。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种评估流域水电风光承载力的模型方法，以解决上述技术问题。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种评估流域水电风光承载力的模型方法，包括风光承载力计算指标、风光承载力评估模型；
[0005]所述风光承载力计算指标包括装机调节因子和电量调节因子
[0006]所述装机调节因子：在一定弃电率条件下单位水电装机可以调节的单位风光装机规模，计算公式如下：
[0007][0008]式中：H
IC
为流域水电总装机规模，R
IC
为流域水电的装机调节因子，W
IC
为水电可以调节的风电装机，S
IC
为水电可以调节的光伏装机。
[0009]所述电量调节因子：在一定弃电率条件下单位水电电量可以消纳的单位风光电量，计算公式如下：
[0010][0011]式中：H
E
为流域水电发电量，R
E
为流域水电的电量调节因子，W
E
为水电可以消纳的风电电量，S
E
为水电可以消纳的光伏电量。
[0012]所述风光承载力评估模型包括目标函数、约束条件和模型求解；所述目标函数包括源荷匹配和清洁能源消化，源荷匹配为使标准化后的发电曲线和用电曲线的形态一致，首先采用max
‑
min方法对发电曲线和用电曲线进行标准化；清洁能源消化为设立水风光清洁能源消纳量最大化，计算公式为：
[0013][0014]式中：E为水风光总发电量；M
t
为t时段所含的小时数。
[0015]本专利技术进一步设置为：发电曲线和用电曲线的标准化计算公式如下：
[0016][0017][0018]式中：t,T分别为时间变量和最大的时段数；i,I分别表示水电站的编号及水电站总站数；N
h,i,t
指第i个水电站第t时段发电出力；N
w,t
,N
pv,t
分别表示第t时段风电和光伏发电出力；N
t
,L
t
分别为第t时段水风光总发电出力及用电需求负荷；N
max
,N
min
分别表示水风光总发电曲线的极大值和极小值；L
max
,L
min
分别表示用电曲线的极大值和极小值；分别指发电曲线和用电曲线标准化后第t个时段的值。
[0019]本专利技术进一步设置为：发电曲线和用电曲线两条标准化曲线的形态可表达为两条曲线上各个点的绝对距离之和最小，计算公式如下：
[0020][0021]式中，D
sum
表示两个标准化曲线之间的距离。
[0022]本专利技术进一步设置为：所述约束条件包括电站类约束、水力类约束和其它约束。
[0023]本专利技术进一步设置为：所述电站类约束包括风光接入装机约束、各类电站出力约束，其计算公式为：
[0024][0025]式中，Ns
w
为风电接入装机，Nm
w
为风电理论装机；Ns
pv
为光伏接入装机，Nm
pv
为光伏理论装机；分别为第i个水电站在第t时段内的最小出力和最大出力；分别为风电场在第t时段内的最小出力和最大出力；分别为光伏电站在第t时段内的最小出力和最大出力。
[0026]本专利技术进一步设置为：所述水力类约束包括水量平衡约束、流量平衡约束、水库蓄水量约束、水库水位约束、发电流量约束、下泄流量约束，其计算公式为：
[0027][0028]式中：Qr
i,t
为第i个水电站在第t时段内的平均入库流量；Q
i,t
为第i个水电站在第t时段内的发电流量；Qq
i,t
为第i个水电站在第t时段内的弃水流量；q
i,t
为第t时段内第i
‑
1个水电站到第i个水电站的区间流量；V
i,t
为第i个水电站在第t时段初的水库蓄水量；Z
i,t
为第i个水电站在第t时段初的水库水位值；分别为第i个水电站库容蓄水量在第t时段内允许的最小值和最大值；分别为第i个水电站水库水位在第t时段内允许的最低值和最高值；Z
i,end
为第i个水库的日末水位；Z
i,begin
为第i个水库的日初水位，Z
i,allow
为第i个水库允许的日水位变幅。分别为第i个水电站发电流量在第t时段内设置的最小值和最大值；分别为第i个水电站泄流量在第t时段内设置的最小值和最大值；Δt为单位优化时段。
[0029]本专利技术进一步设置为：所述其它约束包括输电通道约束和弃电率约束，其计算公式为：
[0030][0031][0032]式中，N
h,i,t
为断面d内第i个水电站第t时段的发电出力，为断面d内的风电第t时段的发电出力，为断面d内的光伏发电第t时段的发电出力，tc
d
为断面d的输电容量；E
q
为互补系统总弃电量；E为互补系统实际发电量；AR为互补系统弃电率；为假定的最大弃电率水平。
[0033]本专利技术进一步设置为：所述模型求解包括水风光总发电曲线优化、风光规模优化和流域水电负荷优化分配。
[0034]综上所述，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术从降低电网调峰压力和促进清洁能源消纳出发，构建了源荷匹配最大和清洁能源消纳量最大的双目标模型，并提出双层折半搜索
‑
逐步优化耦合策略进行模型求解，得到调节因子越大表明水电可以调节的风光规模越大，可以消纳的风光电量越多，调节能力越强；风光比例、调节电量、输电能力越大，对风光的消纳具有积极促进作用，其中风光比例对水电接纳风光的能力较不敏感，而调节电量和输电能力对水电接纳风光的能力的影响较大。外送电量与水电接纳新能源的能力成反向关系。本申请的水风光互补发电系统优化调度方法模型能够快速辨识制约水电枯期调节消纳风光能力的影响因素，并对水电枯水期消纳风光的能力进行评估。
附图说明
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种评估流域水电风光承载力的模型方法，其特征是：包括风光承载力计算指标、风光承载力评估模型；所述风光承载力计算指标包括装机调节因子和电量调节因子所述装机调节因子：在一定弃电率条件下单位水电装机可以调节的单位风光装机规模，计算公式如下：式中：H
IC
为流域水电总装机规模，R
IC
为流域水电的装机调节因子，W
IC
为水电可以调节的风电装机，S
IC
为水电可以调节的光伏装机。所述电量调节因子：在一定弃电率条件下单位水电电量可以消纳的单位风光电量，计算公式如下：式中：H
E
为流域水电发电量，R
E
为流域水电的电量调节因子，W
E
为水电可以消纳的风电电量，S
E
为水电可以消纳的光伏电量。所述风光承载力评估模型包括目标函数、约束条件和模型求解；所述目标函数包括源荷匹配和清洁能源消化，源荷匹配为使标准化后的发电曲线和用电曲线的形态一致，首先采用max
‑
min方法对发电曲线和用电曲线进行标准化；清洁能源消化为设立水风光清洁能源消纳量最大化，计算公式为：式中：E为水风光总发电量；M
t
为t时段所含的小时数。2.根据权利要求1所述的一种评估流域水电风光承载力的模型方法，其特征是：发电曲线和用电曲线的标准化计算公式如下：线和用电曲线的标准化计算公式如下：式中：t,T分别为时间变量和最大的时段数；i,I分别表示水电站的编号及水电站总站数；N
h,i,t
指第i个水电站第t时段发电出力；N
w,t
,N
pv,t
分别表示第t时段风电和光伏发电出力；N
t
,L
t
分别为第t时段水风光总发电出力及用电需求负荷；N
max
,N
min
分别表示水风光总发电曲线的极大值和极小值；L
max
,L
min
分别表示用电曲线的极大值和极小值；分别指发电曲线和用电曲线标准化后第t个时段的值。
3.根据权利要求2所述的一种评估流域水电风光承载力的模型方法，其特征是：发电曲线和用电曲线两条标准化曲线的形态可表达为两条曲线上各个点的绝对距离之和最小，计算公式如下：式中，D
sum
表示两个标准化曲线之间的距离。4.根据权利要求1所述的一种评估流域水电风光承载力的模型方法，其特征是：所述约束条件包括电站类约束、水力类约束和其它约束。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱燕梅，周业荣，黄炜斌，张天遥，曾宏，宋廖超，马光文，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：