本發(fā)明屬于水庫調(diào)度模型，更具體地，涉及一種評(píng)估水庫調(diào)度模型中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)的競爭關(guān)系的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著我國持續(xù)推動(dòng)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型，風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源裝機(jī)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。然而，新能源的間歇性、隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力提出更高要求。電網(wǎng)調(diào)峰是提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的主要舉措，是推動(dòng)新能源大規(guī)模高比例發(fā)展的關(guān)鍵支撐，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容。

2、調(diào)峰是電力系統(tǒng)運(yùn)行的重要任務(wù)，新能源并入電網(wǎng)也同樣引發(fā)了調(diào)峰難題。水電機(jī)組因快速的啟停能力、爬坡能力以及深度調(diào)峰能力，一直是電力系統(tǒng)的優(yōu)質(zhì)調(diào)峰電源。當(dāng)前能源系統(tǒng)火電仍然處于電源側(cè)主導(dǎo)地位，水電出力后的剩余負(fù)荷一般由火電承擔(dān)，剩余負(fù)荷保持平滑可以有效避免火電機(jī)組的頻繁啟停，有利于火電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，并保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。針對(duì)水電出力后的電網(wǎng)剩余負(fù)荷的調(diào)峰問題一直備受關(guān)注。

3、傳統(tǒng)梯級(jí)水電站優(yōu)化調(diào)度通常采用發(fā)電量最大目標(biāo)函數(shù)，由于水庫群的綜合效益包括防洪、發(fā)電、供水、航運(yùn)、調(diào)峰各個(gè)方面，水庫群調(diào)度需要盡量滿足水資源的綜合利用需求，目前關(guān)于水庫(群)的單目標(biāo)或多目標(biāo)調(diào)度研究廣泛，研究模型考慮了調(diào)峰或發(fā)電單目標(biāo)，或者在多目標(biāo)中同時(shí)考慮。然而發(fā)電量最大目標(biāo)與調(diào)峰目標(biāo)二者的競爭或協(xié)同關(guān)系不明，也缺乏工程實(shí)際案例的應(yīng)用分析。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提出了一種評(píng)估水庫調(diào)度模型中調(diào)峰和電量最大目標(biāo)間競爭關(guān)系的方法，其通過對(duì)比了以剩余負(fù)荷均方差最小為目標(biāo)的調(diào)峰模型和以發(fā)電量最大為目標(biāo)的電量模型，能夠有效評(píng)估中長期調(diào)度中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)之間的競爭協(xié)同關(guān)系。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種評(píng)估水庫調(diào)度模型中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)的競爭關(guān)系的方法，包括：

3、構(gòu)建以剩余負(fù)荷均方差最小為目標(biāo)函數(shù)的梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型；

4、構(gòu)建以發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)的梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型；

5、根據(jù)梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型計(jì)算得到梯級(jí)電站調(diào)度策略，并在按照梯級(jí)電站調(diào)度策略調(diào)度過程中，統(tǒng)計(jì)梯級(jí)水電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差；

6、歸一化梯級(jí)水電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差，根據(jù)歸一化后的梯級(jí)水電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差進(jìn)行水庫調(diào)度調(diào)峰和電量最大目標(biāo)間競爭關(guān)系的評(píng)估。

7、在一些可選的實(shí)施方案中，所述梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型為：其中，f1為在出力優(yōu)化之后的剩余負(fù)荷均方差，i和t分別為電站編號(hào)以及調(diào)度時(shí)段數(shù)，n為梯級(jí)電站數(shù)，t為總時(shí)段數(shù)，nt為第t時(shí)段水火電系統(tǒng)總負(fù)荷，nt'為第t時(shí)段水火電系統(tǒng)剩余負(fù)荷，pi,t表示i水庫t時(shí)段的電站出力。

8、在一些可選的實(shí)施方案中，所述梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型為：f2為系統(tǒng)總發(fā)電量，n為梯級(jí)電站數(shù)，t為調(diào)度時(shí)段，t為總時(shí)段數(shù)，pi,t為i水庫t時(shí)段的電站出力，δt表示t時(shí)段的時(shí)段長。

9、在一些可選的實(shí)施方案中，所述根據(jù)梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型計(jì)算得到梯級(jí)電站調(diào)度策略，包括：

10、求解選定一個(gè)目標(biāo)水庫進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，假定其余水庫狀態(tài)不變，通過逐次逼近動(dòng)態(tài)規(guī)劃嵌套離散微分動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型進(jìn)行計(jì)算，其中，梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型的輸入均包括水庫水位、庫容、發(fā)電系數(shù)、最大流量、最小流量、水庫的上下游關(guān)系及入流信息，所述梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型的輸入還包括系統(tǒng)負(fù)荷；

11、更新目標(biāo)水庫的運(yùn)行狀態(tài)，重復(fù)所述求解選定一個(gè)目標(biāo)水庫進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，假定其余水庫狀態(tài)不變，通過逐次逼近動(dòng)態(tài)規(guī)劃嵌套離散微分動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法對(duì)梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型進(jìn)行計(jì)算的步驟，依次對(duì)每個(gè)水庫尋優(yōu)，循環(huán)求解并更新各個(gè)水庫的運(yùn)行狀態(tài)，直至梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型的目標(biāo)函數(shù)穩(wěn)定不變，得到梯級(jí)電站調(diào)度策略。

12、在一些可選的實(shí)施方案中，所述梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型輸入的系統(tǒng)負(fù)荷包括接入梯級(jí)水電站和火電站的總負(fù)荷。

13、在一些可選的實(shí)施方案中，所述梯級(jí)電站調(diào)度策略包括：梯級(jí)水電站水位和控制期內(nèi)各個(gè)水庫上游水位、各個(gè)電站出力、系統(tǒng)剩余負(fù)荷的變化過程。

14、在一些可選的實(shí)施方案中，所述根據(jù)歸一化后的梯級(jí)水電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差進(jìn)行水庫調(diào)度調(diào)峰和電量最大目標(biāo)間競爭關(guān)系的評(píng)估，包括：

15、根據(jù)水文頻率分析方法得到梯級(jí)水庫的豐、平、枯典型年，將梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型計(jì)算得到的典型年梯級(jí)水電站剩余負(fù)荷均方差和梯級(jí)水電站發(fā)電量進(jìn)行對(duì)比分析，將逐年剩余負(fù)荷均方差和梯級(jí)水電站發(fā)電量進(jìn)行歸一化處理以評(píng)估梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型的目標(biāo)函數(shù)在梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度中的關(guān)系。

16、在一些可選的實(shí)施方案中，由進(jìn)行剩余負(fù)荷均方差歸一化，其中，均方差越小說明剩余負(fù)荷越平穩(wěn)，α為均一化均方差值，范圍為0～1，越靠近1表明效果越好，f1為逐年剩余負(fù)荷均方差，f1max為所有年份中最大的剩余負(fù)荷均方差，f1min為所有年份中最小的剩余負(fù)荷均方差。

17、在一些可選的實(shí)施方案中，由歸一化梯級(jí)水電站發(fā)電量，其中，梯級(jí)水電站發(fā)電量越大越好，β為均一化梯級(jí)水電站發(fā)電量值，范圍為0～1，越靠近1表明效果越好，f2為逐年梯級(jí)水電站發(fā)電量，f2max為所有年份中最大的梯級(jí)水電站發(fā)電量，f2min為所有年份中最小的梯級(jí)水電站發(fā)電量。

18、按照本發(fā)明的另一方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述任一項(xiàng)所述方法的步驟。

19、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有益效果：

20、本申請(qǐng)?zhí)峁┑脑u(píng)估新能源消納對(duì)水庫群運(yùn)行水位影響的方法包括以下步驟：構(gòu)建以剩余負(fù)荷均方差最小為目標(biāo)函數(shù)的梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型；構(gòu)建以發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)的梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型；根據(jù)梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和電量模型計(jì)算得到梯級(jí)水電站水位和控制期內(nèi)各個(gè)水庫上游水位、各個(gè)電站出力、系統(tǒng)剩余負(fù)荷的變化過程等梯級(jí)電站調(diào)度策略，根據(jù)調(diào)度過程統(tǒng)計(jì)梯級(jí)水電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差；歸一化調(diào)度調(diào)峰模型和電量計(jì)算得到的梯級(jí)電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差，根據(jù)均方差歸一化結(jié)果進(jìn)行水庫調(diào)度調(diào)峰和電量最大目標(biāo)間競爭關(guān)系的評(píng)估。本申請(qǐng)?zhí)峁┑脑u(píng)估水庫調(diào)度模型中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)的競爭關(guān)系的方法通過比對(duì)以剩余負(fù)荷均方差最小為目標(biāo)的調(diào)峰模型和以發(fā)電量最大為目標(biāo)的電量模型，能夠合理有效地評(píng)估水庫調(diào)度模型中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)的競爭關(guān)系。

技術(shù)特征：

1.一種評(píng)估水庫調(diào)度模型中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)的競爭關(guān)系的方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型為：其中，f1為在出力優(yōu)化之后的剩余負(fù)荷均方差，i和t分別為電站編號(hào)以及調(diào)度時(shí)段數(shù)，n為梯級(jí)電站數(shù)，t為總時(shí)段數(shù)，nt為第t時(shí)段水火電系統(tǒng)總負(fù)荷，nt'為第t時(shí)段水火電系統(tǒng)剩余負(fù)荷，pi,t表示i水庫t時(shí)段的電站出力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型為：f2為系統(tǒng)總發(fā)電量，n為梯級(jí)電站數(shù)，t為調(diào)度時(shí)段，t為總時(shí)段數(shù)，pi,t為i水庫t時(shí)段的電站出力，δt表示t時(shí)段的時(shí)段長。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型和梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型計(jì)算得到梯級(jí)電站調(diào)度策略，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型輸入的系統(tǒng)負(fù)荷包括接入梯級(jí)水電站和火電站的總負(fù)荷。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述梯級(jí)電站調(diào)度策略包括：梯級(jí)水電站水位和控制期內(nèi)各個(gè)水庫上游水位、各個(gè)電站出力、系統(tǒng)剩余負(fù)荷的變化過程。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)歸一化后的梯級(jí)水電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差進(jìn)行水庫調(diào)度調(diào)峰和電量最大目標(biāo)間競爭關(guān)系的評(píng)估，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，由進(jìn)行剩余負(fù)荷均方差歸一化，其中，均方差越小說明剩余負(fù)荷越平穩(wěn)，α為均一化均方差值，范圍為0～1，越靠近1表明效果越好，f1為逐年剩余負(fù)荷均方差，f1max為所有年份中最大的剩余負(fù)荷均方差，f1min為所有年份中最小的剩余負(fù)荷均方差。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，由歸一化梯級(jí)水電站發(fā)電量，其中，梯級(jí)水電站發(fā)電量越大越好，β為均一化梯級(jí)水電站發(fā)電量值，范圍為0～1，越靠近1表明效果越好，f2為逐年梯級(jí)水電站發(fā)電量，為所有年份中最大的梯級(jí)水電站發(fā)電量，為所有年份中最小的梯級(jí)水電站發(fā)電量。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種評(píng)估水庫調(diào)度模型中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)的競爭關(guān)系的方法，屬于水庫調(diào)度模型技術(shù)領(lǐng)域，包括：構(gòu)建以剩余負(fù)荷均方差最小為目標(biāo)函數(shù)的梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度調(diào)峰模型；構(gòu)建以發(fā)電量最大為目標(biāo)函數(shù)的梯級(jí)水電站中長期優(yōu)化調(diào)度電量模型；根據(jù)調(diào)峰模型和電量模型計(jì)算得到梯級(jí)電站調(diào)度策略，根據(jù)調(diào)度過程統(tǒng)計(jì)梯級(jí)水電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差；歸一化梯級(jí)電站發(fā)電量和剩余負(fù)荷均方差，根據(jù)均方差歸一化結(jié)果進(jìn)行水庫調(diào)度調(diào)峰和電量最大目標(biāo)間競爭關(guān)系的評(píng)估。本申請(qǐng)通過比對(duì)以剩余負(fù)荷均方差最小為目標(biāo)的調(diào)峰模型和以發(fā)電量最大為目標(biāo)的電量模型，能夠合理有效地評(píng)估水庫調(diào)度模型中發(fā)電量和調(diào)峰目標(biāo)的競爭關(guān)系。

技術(shù)研發(fā)人員：魏艷清,柳迪,許偉杰,吳紅峰,劉建鋒,陳飛松,嚴(yán)星
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華電（古田）抽水蓄能有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19