【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水库调度，特别涉及一种考虑峰谷约束的“以水定电”负荷最优分配方法。
技术介绍
1、“以水定电”模式的基本课题是：对于调度计划期t(总时段数，时间范围为t0～tt)，在已知预测入库流量过程和总用水量等条件下，寻求使所采用的优化准则达到极值的水电站负荷过程，以及相应的水库蓄泄状态和泄流设施控制过程。
2、电力系统内用电设备的日、月、年负荷曲线往往为一条峰谷分明、随时间推移变化幅度较为明显的曲线。而传统的“以水定电”优化准则通常为计划期t内的水电站总发电量e(t)最大或总发电效益eeco(t)最大，这种方法所得到的调度期内出力过程往往为一条变化幅度较小的曲线或是一条水平直线，难以与电力系统负荷过程高度匹配。
3、因此，亟待一种新型的、考虑峰谷约束的“以水定电”负荷最优分配方法。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种考虑峰谷约束的“以水定电”负荷最优分配方法，其目的是是调度期内水电站的出力过程与电力系统负荷曲线高度匹配，从而更好地为水库水电站调度提供决策支持。
2、本专利技术的目的是这样实现的：
3、本专利技术提供了一种考虑峰谷约束的“以水定电”负荷最优分配方法，包括以下步骤：
4、步骤1，目标函数的确定：
5、根据时段内发电量计算公式，将调度计划期内满足电力系统调峰要求的水电站发电量最大作为目标函数，即：
6、
7、式中：e(t)为时段t内水电站总发电量
8、步骤2，库容上下限和发电流量上限的确定：
9、统计时段内包括入库流量、总水量、时段负荷以及出力系数在内的运行数据，根据水库特性建立水位库容曲线、尾水位下泄流量曲线，确定时段内库容上下限以及发电流量上限。
10、步骤3，约束条件的建立：
11、分别建立负荷约束、总用水量约束、水库特性约束以及水电站特性约束。
12、步骤4，模型求解：
13、将pb作为决策变量并反推发电流量，采用优化算法对模型进行求解，得到日水位、出力以及发电流量过程。
14、进一步的，步骤3中，各约束条件分别为：
15、(1)水电站负荷约束
16、p(t)＝pb+pmin(t)
17、式中：p(t)为水电站第t时段的出力，pb为基荷，pmin(t)为水电站第t时段的最小负荷。
18、(2)总发电用水量约束
19、
20、式中：qfd(t)为第t时段的发电流量，为以秒为单位的时段长，w0为调度计划期内水电站水库总出库水量。
21、(3)水库特性约束
22、①水量平衡方程：
23、
24、式中：v(t)、v(t+1)分别为第t、第t+1时段的初始库容，qrk(t)、qfd(t)、qqs(t)分别代表水库t时段的入库、发电、弃水流量。
25、②库蓄水量或库水位约束：
26、
27、式中：zsy(t+1)为第t+1时段的初始上游水位；v(t+1)为第t+1时段的初始库容；为死水位；在汛期为汛限水位，非汛期为正常蓄水位；vmin与vmax分别是最小水位与最大水位对应的库容。
28、③水位库容曲线约束：
29、zsy(t+1)＝fzv[v(t+1)]
30、式中：zsy(t+1)为第t+1时段的初始上游水位；v(t+1)为第t+1时段的初始库容；fzv为水位库容曲线关系。
31、④尾水位下泄曲线约束：
32、zxy(t)＝fzq[qck(t)]
33、式中：zxy(t)为t时刻的下游水位；qck(t)为t时刻的出库流量；fzq为尾水位下泄流量曲线关系。
34、(4)水电站特性约束
35、水头出力限制曲线限制；
36、p(t)≤fph[h0(t)]
37、式中：p(t)为水电站第t时段的出力，h0(t)为t时刻的水头；fph为水头与出力曲线关系。
38、进一步的，步骤4中，模型求解的具体方法为：
39、将pb作为决策变量，其对应发电流量计算公式如下：
40、
41、式中：qfd,t为将pb作为决策变量求解的第t时段的发电流量，m3/s；为以秒为单位的时段长，s；w0为调度计划期内水电站水库总出库水量；ps,t为第t时段电力系统负荷，mw，v(t)为第t时段的初始库容，qin,t为第t时段的入库流量，qmin为要求的最小下泄流量，f(ps,t,vt,qfd,t)表示由负荷、初始库容、入库流量通过水量平衡方程、尾水位下泄流量曲线fzq以及出力公式反推发电流量：
42、
43、式中：v(t)、v(t+1)分别为第t、第t+1时段的初始库容，为以秒为单位的时段长，zx为第t时段发电流量对应的尾水水位，qin,t为第t时段的入库流量，zt、zt+1分别为v(t)、v(t+1)对应的水位，由水位库容曲线fzv得到，k为出力系数，hf为水头损失。
44、本专利技术的优点和有益效果是：
45、1、本专利技术考虑峰谷约束的“以水定电”负荷最优分配方法中，基于基荷pb与水电站第t时段的最小负荷pmin(t)建立符合约束，利用建立了新型的负荷约束，有效反映了电力系统对该水电站调峰要求；其中公式基于水量平衡方程、出力公式等水文学基本原理制作数学模型，各项具有科学的物理意义，结果具有可靠性；
46、2、本专利技术方法中模型求解部分，以基荷pb作为决策变量，使得计算更为合理高效；
47、3、经本专利技术所述方法解决了传统方法得到的调度期内出力过程难以与电力系统负荷过程高度匹配问题，所得到的出力过程与电力系统负荷曲线高度匹配，从而更好地为水库水电站调度提供决策支持。
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1.一种考虑峰谷约束的“以水定电”负荷最优分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，各约束条件分别为：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4中，模型求解的具体方法为：
【技术特征摘要】
1.一种考虑峰谷约束的“以水定电”负荷最优分配方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨百银，张国来，白存忠，高洁，周建新，尹华政，李洋，韩益民，
申请(专利权)人：水电水利规划设计总院，
类型：发明
国别省市：
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