本發(fā)明涉及電力自動(dòng)化領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)小水電通常不具備功率調(diào)節(jié)能力，處于“來(lái)多少水發(fā)多少電”的狀態(tài)。隨著新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，大量分布式光伏、充電樁等分布式源荷資源接入中低壓配電網(wǎng)，對(duì)配電網(wǎng)的靈活調(diào)節(jié)能力帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。部分改造條件較好的地區(qū)，通過(guò)對(duì)小水電站水力與電氣環(huán)節(jié)的改造，可在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)小水電的靈活控制，進(jìn)而支撐配電網(wǎng)可控運(yùn)行。

2、針對(duì)改造后具備調(diào)節(jié)能力的無(wú)壓引水式小水電站，當(dāng)其參與配電網(wǎng)聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，配電網(wǎng)需掌握小水電站的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)能力，進(jìn)而用于形成小水電與配電網(wǎng)的聯(lián)合運(yùn)行策略。而小水電的發(fā)電與調(diào)節(jié)能力受裝機(jī)容量、來(lái)水大小、庫(kù)容大小等因素綜合影響，以往對(duì)小水電調(diào)節(jié)能力的評(píng)價(jià)主要是計(jì)算各類指標(biāo)的絕對(duì)數(shù)值。該方法在比較某一小水電在不同時(shí)期的調(diào)節(jié)能力具有較好的適應(yīng)性，但同時(shí)比較多個(gè)小水電調(diào)節(jié)能力時(shí)，由于不同小水電之間的基本參數(shù)差異較大，各類指標(biāo)絕對(duì)數(shù)值的分布差異顯著，難以在同一緯度進(jìn)行客觀分析。此外，以往對(duì)小水電的功率調(diào)節(jié)控制主要考慮配電網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)需求，而未考慮小水電調(diào)節(jié)量與正常出力之間的關(guān)系，若二者差異較大，一方面不利于調(diào)節(jié)目標(biāo)的快速實(shí)現(xiàn)，另外一方面對(duì)小水電機(jī)組的運(yùn)行壽命也會(huì)產(chǎn)生不利應(yīng)用。另外，以往對(duì)小水電的功率調(diào)節(jié)主要針對(duì)某各固定機(jī)組，當(dāng)調(diào)節(jié)對(duì)象為多個(gè)水電機(jī)組時(shí)，缺乏有效的調(diào)節(jié)目標(biāo)分配方法，對(duì)人工經(jīng)驗(yàn)依賴程度高，難以實(shí)現(xiàn)整體調(diào)節(jié)效益的最優(yōu)。

3、因此，如何研究設(shè)計(jì)一種能夠克服上述缺陷的無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法及系統(tǒng)是我們目前急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的是提供無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法及系統(tǒng)，對(duì)小水電在豐水時(shí)段和欠水時(shí)段的出力調(diào)節(jié)能力指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到相關(guān)參數(shù)的無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)，并根據(jù)無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)分別構(gòu)建小水電在豐水時(shí)段、欠水時(shí)段的調(diào)節(jié)能力函數(shù)，一方面可以對(duì)出力調(diào)節(jié)能力進(jìn)行客觀的、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，另一方面歸一化處理后可以減少評(píng)價(jià)指標(biāo)所涉及的參數(shù)數(shù)量，降低復(fù)雜性。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，提供了無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法，包括以下步驟：

4、獲取小水電蓄水空間相關(guān)參數(shù)、小水電機(jī)組發(fā)電相關(guān)參數(shù)和小水電調(diào)節(jié)前的出力；

5、根據(jù)小水電蓄水空間相關(guān)參數(shù)和小水電機(jī)組發(fā)電相關(guān)參數(shù)評(píng)價(jià)分析小水電在豐水時(shí)段和欠水時(shí)段的出力調(diào)節(jié)能力指標(biāo)；

6、對(duì)小水電在豐水時(shí)段和欠水時(shí)段的出力調(diào)節(jié)能力指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到相關(guān)參數(shù)的無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)；

7、根據(jù)無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)分別構(gòu)建小水電在豐水時(shí)段、欠水時(shí)段的調(diào)節(jié)能力函數(shù)；

8、根據(jù)調(diào)節(jié)能力函數(shù)篩選出滿足調(diào)節(jié)時(shí)間需求的小水電作為目標(biāo)小水電；

9、計(jì)算各目標(biāo)小水電在滿足調(diào)節(jié)時(shí)間需求時(shí)所對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)強(qiáng)度小的目標(biāo)小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控的優(yōu)先級(jí)高；

10、結(jié)合目標(biāo)小水電的調(diào)節(jié)強(qiáng)度和調(diào)節(jié)前的出力計(jì)算出目標(biāo)小水電調(diào)整后的出力。

11、進(jìn)一步的，所述無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)的計(jì)算表達(dá)式具體為：

12、

13、其中，q2表示小水電蓄水空間的流入流量；k表示第一無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值范圍為k>0；q1max表示小水電機(jī)組的最大發(fā)電流量；q1表示小水電的發(fā)電流量；α表示第二無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值范圍為0≤α≤1；v表示最大蓄水量；tc表示以最大發(fā)電流量q1max將最大蓄水量v注滿所需的時(shí)間；v1表示已蓄水量；β表示第三無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值范圍為0≤β≤1；v2表示待蓄水量。

14、進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)能力函數(shù)的表達(dá)式具體為：

15、

16、其中，t+max表示小水電維持功率調(diào)節(jié)的最大上調(diào)時(shí)間；t-max表示小水電維持功率調(diào)節(jié)的最大下調(diào)時(shí)間。

17、進(jìn)一步的，所述調(diào)節(jié)強(qiáng)度的表達(dá)式具體為：

18、

19、其中，λ表示調(diào)節(jié)強(qiáng)度；γ表示強(qiáng)度參數(shù)。

20、進(jìn)一步的，若所述目標(biāo)小水電處于欠水時(shí)段，則目標(biāo)小水電在調(diào)整后的出力計(jì)算公式具體為：

21、

22、其中，表示第i臺(tái)小水電調(diào)整后的功率；pi表示為調(diào)節(jié)前第i臺(tái)小水電的出力；γi表示第i臺(tái)小水電的調(diào)節(jié)強(qiáng)度。

23、進(jìn)一步的，若所述目標(biāo)小水電處于豐水時(shí)段，則目標(biāo)小水電在參與配電網(wǎng)功率向上調(diào)節(jié)調(diào)整后的出力計(jì)算公式具體為：

24、

25、其中，表示第i臺(tái)小水電調(diào)整后的功率；pi表示為調(diào)節(jié)前第i臺(tái)小水電的出力；δp表示配電網(wǎng)的整體功率調(diào)節(jié)需求，δp大于零時(shí)表示區(qū)域配電網(wǎng)需要小水電增加出力，δp小于零時(shí)表示區(qū)域配電網(wǎng)需要小水電降低出力；si表示第i臺(tái)小水電的額定裝機(jī)容量；m表示目標(biāo)小水電中具備向上調(diào)節(jié)能力的小水電數(shù)量。

26、進(jìn)一步的，若所述目標(biāo)小水電處于豐水時(shí)段，則目標(biāo)小水電在參與配電網(wǎng)功率向下調(diào)節(jié)調(diào)整后的出力計(jì)算公式具體為：

27、

28、其中，表示第i臺(tái)小水電調(diào)整后的功率；pi表示為調(diào)節(jié)前第i臺(tái)小水電的出力；δp表示配電網(wǎng)的整體功率調(diào)節(jié)需求，δp大于零時(shí)表示區(qū)域配電網(wǎng)需要小水電增加出力，δp小于零時(shí)表示區(qū)域配電網(wǎng)需要小水電降低出力；si表示第i臺(tái)小水電的額定裝機(jī)容量；n表示區(qū)域配電網(wǎng)內(nèi)具備調(diào)節(jié)能力的小水電數(shù)量。

29、第二方面，提供了無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)如第一方面中任意一項(xiàng)所述的無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法，包括：

30、參數(shù)獲取模塊，用于獲取小水電蓄水空間相關(guān)參數(shù)、小水電機(jī)組發(fā)電相關(guān)參數(shù)和小水電調(diào)節(jié)前的出力；

31、指標(biāo)評(píng)價(jià)模塊，用于根據(jù)小水電蓄水空間相關(guān)參數(shù)和小水電機(jī)組發(fā)電相關(guān)參數(shù)評(píng)價(jià)分析小水電在豐水時(shí)段和欠水時(shí)段的出力調(diào)節(jié)能力指標(biāo)；

32、轉(zhuǎn)換處理模塊，用于對(duì)小水電在豐水時(shí)段和欠水時(shí)段的出力調(diào)節(jié)能力指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到相關(guān)參數(shù)的無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)；

33、函數(shù)構(gòu)建模塊，用于根據(jù)無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)分別構(gòu)建小水電在豐水時(shí)段、欠水時(shí)段的調(diào)節(jié)能力函數(shù)；

34、目標(biāo)篩選模塊，用于根據(jù)調(diào)節(jié)能力函數(shù)篩選出滿足調(diào)節(jié)時(shí)間需求的小水電作為目標(biāo)小水電；

35、強(qiáng)度計(jì)算模塊，用于計(jì)算各目標(biāo)小水電在滿足調(diào)節(jié)時(shí)間需求時(shí)所對(duì)應(yīng)的調(diào)節(jié)強(qiáng)度，調(diào)節(jié)強(qiáng)度小的目標(biāo)小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控的優(yōu)先級(jí)高；

36、功率計(jì)算模塊，用于結(jié)合目標(biāo)小水電的調(diào)節(jié)強(qiáng)度和調(diào)節(jié)前的出力計(jì)算出目標(biāo)小水電調(diào)整后的出力。

37、第三方面，提供了一種計(jì)算機(jī)終端，包含存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面中任意一項(xiàng)所述的無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法。

38、第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀介質(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)行可實(shí)現(xiàn)如第一方面中任意一項(xiàng)所述的無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法。

39、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

40、1、本發(fā)明提供的無(wú)壓引水式小水電參與配電網(wǎng)運(yùn)行的功率調(diào)控方法，對(duì)小水電在豐水時(shí)段和欠水時(shí)段的出力調(diào)節(jié)能力指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，得到相關(guān)參數(shù)的無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)，并根據(jù)無(wú)量綱轉(zhuǎn)換系數(shù)分別構(gòu)建小水電在豐水時(shí)段、欠水時(shí)段的調(diào)節(jié)能力函數(shù)，一方面可以對(duì)出力調(diào)節(jié)能力進(jìn)行客觀的、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，另一方面歸一化處理后可以減少評(píng)價(jià)指標(biāo)所涉及的參數(shù)數(shù)量，降低復(fù)雜性；

41、2、本發(fā)明考慮小水電調(diào)節(jié)量與正常出力之間的關(guān)系計(jì)算出各個(gè)小水電的調(diào)節(jié)強(qiáng)度，可以明確參與調(diào)節(jié)的多個(gè)小水電機(jī)組的優(yōu)先級(jí)，實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)目標(biāo)的快速選取，有利于延長(zhǎng)小水電機(jī)組的運(yùn)行壽命；

42、3、本發(fā)明在調(diào)節(jié)對(duì)象為多個(gè)水電機(jī)組時(shí)，可根據(jù)決定調(diào)節(jié)強(qiáng)度的強(qiáng)度參數(shù)合理分配小水電在欠水時(shí)段和豐水時(shí)段參與配電網(wǎng)功率向上、向下調(diào)節(jié)功率，實(shí)現(xiàn)整體調(diào)節(jié)效益的優(yōu)化處理。