【技术实现步骤摘要】
本专利技术申请属于新能源发电，具体涉及一种基于水电机组聚合的风光水调度策略优化方法和系统。
技术介绍
1、近年来随着清洁能源发电技术的飞速发展，以水能、风能、太阳能为主要代表的清洁能源在电力系统中发挥着越来越重要的作用。在水电富集地区，受风光资源随机波动性与来水量的不确定性等因素影响，新能源与水电协同消纳问题日益突出。
2、新能源与水电的时序生产模拟优化问题属于多时间周期耦合下的超大规模混合整数非线性规划问题，需要兼顾水电月/季度调节能力、火电周内机组组合方式、新能源出力随机波动性等多方面因素。现有研究中，面向短期调度的新能源与水电联合运行优化模型较为复杂，在以月和季度为优化周期下难以直接应用和求解，面向中长期的运行优化方法通常基于典型日进行优化，未充分考虑新能源出力和来水量的随机波动性，导致求解的结果准确性不高。
技术实现思路
1、为克服上述现有技术的不足，本专利技术申请提出一种基于水电机组聚合的风光水调度策略优化方法，包括：
2、获取风光水火互补发电系统的新能源历史运行数据和各发电机组数据；
3、根据水电站水库蓄水量确定相应的优化策略系数，并基于所述优化策略系数、新能源历史运行数据和各发电机组数据，对预先构建的风光水协调运行优化模型进行求解，得到所述风光水火互补发电系统的优化出力方案；
4、所述风光水协调运行优化模型是基于可调节式水电机组聚合运行优化模型，以风光水的清洁能源消纳最大为目标构建的，其中，所述可调节式水电机组聚合运行优
5、优选的，所述优化策略系数包括下述中的一种或多种：弃风惩罚系数、弃光惩罚系数和弃水惩罚系数；所述根据水电站水库蓄水量确定相应的优化策略系数，包括：
6、若水电站书库蓄水量低于正常范围，则确定所述弃水惩罚系数大于所述弃风惩罚系数和弃光惩罚系数；
7、若水电站书库蓄水量高于正常范围，则确定所述弃水惩罚系数小于所述弃风惩罚系数和弃光惩罚系数；
8、若水电站书库蓄水量处于正常范围，则确定所述弃风惩罚系数、弃光惩罚系数和弃水惩罚系数均为零。
9、优选的，所述水电机组出力约束包括下述中的一种或多种：机组聚合出力范围约束、机组聚合出力爬坡约束、机组聚合运行台数范围约束和机组聚合发电量范围约束。
10、优选的，所述机组聚合出力范围约束的表达式如下：
11、
12、式中：ph(t)为t时刻第h类水电机组出力；ph为第h类水电机组出力下限；为第h类水电机组出力上限；sh(t)为t时刻第h类水电机组开机台数；
13、所述机组聚合出力爬坡约束的表达式如下：
14、
15、式中：δh为第h类水电机组爬坡范围；ph(t+1)为t+1时刻第h类水电机组出力；ph(t)为t时刻第h类水电机组出力；ph为第h类水电机组出力下限；sh(t)为t时刻第h类水电机组开机台数；sh(t+1)为t+1时刻第h类水电机组开机台数；
16、所述机组聚合运行台数范围约束的表达式如下：
17、
18、式中：sh为第h类水电机组最小开机台数，为第h类水电机组最大开机台数；sh(t)为t时刻第h类水电机组开机台数；
19、所述机组聚合发电量范围约束的表达式如下：
20、
21、式中：为第h类水电机组在m时段内最小发电量；ph(t)为t时刻第h类水电机组出力；为第h类水电机组在m时段内最大发电量。
22、优选的，所述风光水协调运行优化模型的构建包括：
23、以风光水的清洁能源消纳最大为目标，构建目标函数；
24、基于所述可调节式水电机组聚合运行优化模型和风光水火互补发电系统的运行约束，为所述目标函数设定约束条件；
25、所述约束条件包括下述中的一种或多种：水力发电系统约束条件、光伏发电系统约束条件、风力发电系统约束条件、水风光互补发电系统接入电网后的运行约束条件、系统旋转备用容量约束、区域负荷平衡约束、区域间线路传输容量约束、火力发电系统运行约束、新能源发电出力约束，其中，所述火力发电系统运行约束包括下述中的一种或多种：火电机组优化功率约束、火电机组优化功率爬坡率约束、火电机组运行台数约束、火电启停机逻辑约束。
26、优选的，所述目标函数的表达式如下：
27、
28、式中：c为目标函数；n为电网分区总数；t表示调度时间的总长度；h为水电机组的分类数；pw(t,n)为电网分区n在时段t的风电出力；ppv(t,n)为电网分区n在时段t的光伏发电出力；ph(t,n)为电网分区n在时段t第h类聚合水电机组出力；表示电网分区n在t时段第h类水电机组的弃水；为电网分区n在t时段的风电弃电，为电网分区n在t时段的光伏弃电，ρw为弃风惩罚系数；ρpv为弃光惩罚系数；ρh为弃水惩罚系数。
29、优选的，所述系统旋转备用容量约束的表达式为：
30、
31、式中：pj,max(t,n)为电网分区n中在t时段第j类火电机组的出力上限；pj,min(t,n)为电网分区n中在t时段第j类火电机组的出力下限；pw(t,n)为电网分区n在时段t的风电出力；ppv(t,n)为电网分区n在时段t的光伏发电出力；ph，max(t,n)为电网分区n中在t时段第h类水电机组的出力上限；ph，min(t,n)为电网分区n中在t时段第h类水电机组的出力下限；sj(t,n)为电网分区n中在t时段第j类机组的火电开机台数；sh(t,n)电网分区n中在t时段第h类机组的水电开机台数；pl(t,n)则表示电网分区n第t时段的电力负荷；pre为系统设定的正旋转备用；nre为系统设定的负旋转备用；n为电网分区总数；j为火电的机组分类数；
32、所述区域负荷平衡约束的表达式为：
33、
34、式中：pj(t,n)为电网分区n第t时段第j类火电机组的发电功率；sj(t,n)为电网分区n中第t时段第j类机组的火电开机台数；ph(t,n)为电网分区n在时段t第h类的水电机组出力；sh(t,n)为n在时段t第h类的水电机组开机台数；pw(t,n)为电网分区n在时段t的风电出力；ppv(t,n)为电网分区n在时段t的光伏发电出力；li(t)为第t时段第i条传输线的输电功率；pl(t,n)则表示电网分区n第t时段的电力负荷；h为水电机组分类数；j为火电的机组分类数；
35、所述区域间线路传输容量约束的表达式如下：
36、-li,max≤li(t)≤li,max
37、式中：li,max为第i条传输线传输容量的极限；li(t)为第t时段第i条传输线的输电功率；所述新能源发电出力约束的表达式如下：
38、
39、
40、式中：为电网分区n在时刻t时风电的理论出力；pw(t,n)为电本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于水电机组聚合的风光水调度策略优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化策略系数包括下述中的一种或多种：弃风惩罚系数、弃光惩罚系数和弃水惩罚系数；所述根据水电站水库蓄水量确定相应的优化策略系数，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水电机组出力约束包括下述中的一种或多种：机组聚合出力范围约束、机组聚合出力爬坡约束、机组聚合运行台数范围约束和机组聚合发电量范围约束。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机组聚合出力范围约束的表达式如下：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风光水协调运行优化模型的构建包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标函数的表达式如下：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述系统旋转备用容量约束的表达式为：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源历史运行数据包括下述中的一种或多种：风电历史数据、光伏历史数据和负荷历史数据；所述各发电机组数据包括下述中的一种
9.一种基于水电机组聚合的风光水调度策略优化系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述优化策略系数包括下述中的一种或多种：弃风惩罚系数、弃光惩罚系数和弃水惩罚系数；所述优化求解模块中根据水电站水库蓄水量确定相应的优化策略系数，包括：
11.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述水电机组出力约束包括下述中的一种或多种：机组聚合出力范围约束、机组聚合出力爬坡约束、机组聚合运行台数范围约束和机组聚合发电量范围约束。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述机组聚合出力范围约束的表达式如下：
13.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述优化求解模块中风光水协调运行优化模型的构建包括：
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述目标函数的表达式如下：
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述系统旋转备用容量约束的表达式为：
16.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据获取模块中新能源历史运行数据包括下述中的一种或多种：风电历史数据、光伏历史数据和负荷历史数据；所述数据获取模块中各发电机组数据包括下述中的一种或多种：各发电机组的容量、各发电机组类型、各发电机组的出力极限数据、电网外送联络线功率和电网拓扑；所述优化求解模块中优化出力方案包括下述中的一种或多种：各机组的开机方式、各机组的时序出力曲线和新能源实际出力。
...【技术特征摘要】
1.一种基于水电机组聚合的风光水调度策略优化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述优化策略系数包括下述中的一种或多种：弃风惩罚系数、弃光惩罚系数和弃水惩罚系数；所述根据水电站水库蓄水量确定相应的优化策略系数，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水电机组出力约束包括下述中的一种或多种：机组聚合出力范围约束、机组聚合出力爬坡约束、机组聚合运行台数范围约束和机组聚合发电量范围约束。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述机组聚合出力范围约束的表达式如下：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述风光水协调运行优化模型的构建包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述目标函数的表达式如下：
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述系统旋转备用容量约束的表达式为：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新能源历史运行数据包括下述中的一种或多种：风电历史数据、光伏历史数据和负荷历史数据；所述各发电机组数据包括下述中的一种或多种：各发电机组的容量、各发电机组类型、各发电机组的出力极限数据、电网外送联络线功率和电网拓扑；所述优化出力方案包括下述中的一种或多种：各机组的开机方式、各机组的时序出力曲线和新能源实际出力。
9.一种基于水电机组聚合的风光水调度策...
【专利技术属性】
技术研发人员：马骞，李驰，王子强，张金平，李豹，礼晓飞，张蔷，李湃，袁泉，周鑫，黄兆棽，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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