[發明專利]一種大規模水電站群跨省外送能力分析模型及求解方法有效
| 申請號: | 202010147231.0 | 申請日: | 2020-03-05 |
| 公開(公告)號: | CN111428970B | 公開(公告)日: | 2023-05-05 |
| 發明(設計)人: | 程雄;唐應玲 | 申請(專利權)人: | 三峽大學 |
| 主分類號: | G06Q10/0637 | 分類號: | G06Q10/0637;G06Q50/06 |
| 代理公司: | 宜昌市三峽專利事務所 42103 | 代理人: | 李登橋 |
| 地址: | 443002 *** | 國省代碼: | 湖北;42 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 大規模 水電站 省外 能力 分析 模型 求解 方法 | ||
1.一種大規模水電站群跨省外送能力分析模型的求解方法,其特征在于,包括步驟:
電力市場環境下大規模水電站群跨省外送能力分析模型由兩個子模型構成:發電量最大模型和電量分解校核模型;發電量最大模型只考慮水力約束,不考慮電力約束,目標為全網水電總發電量最大,利用該模型可以獲得各水電站最大理論發電量,該電量作為分解校核模型中各水電站月度交易電量的邊界條件;電量分解校核模型則需要全面校核水力和電力約束,將各水電站月度交易電量分解到日尺度,分解時假定外省每天吸納電量不受限制,目標為每天外送總電量與通道總容量比值最小值最大,兩個子模型的目標函數分別如公式(4)、(5)所示:
(1)發電量最大模型目標函數:
式中:F1是參與優化的水電站總發電量,單位GWh;是電站m在第t日的最大理論發電量,單位GWh;M是參與優化水電站數量;t是當月第t日;T是當月天數;
(2)電量分解校核模型目標函數:
其中:F2是月度內總外送通道利用率最小值;是電站m在第t日的分解電量,單位GWh;是其它電源x在第t日的實際分解電量,包括火電、風電和光伏等,X為其它電站總數;Lt是第t日的省內負荷,單位GWh;是總外送通道在第t日最大輸電電量,單位GWh;M是參與優化水電站數量;T是當月天數;
其約束條件如下:
①水量平衡約束:
式中,分別為電站m在第t日入庫流量、發電流量和棄水流量,單位m3/s;和為電站m在第t日初末庫容,單位m3;Δt=24×60×60,單位s;
②單日總發電量約束:
模型2中所有電站第t日累計發電量應大于省內負荷Lt,多余電量為跨省外送電量,但不能大于模型1所有電站第t日累計發電量
③全網單日總外送電量限制:
第t日總外送電量應小于總輸電通道容量限制,超過部分為外送潛力;
式中:為第t日跨省外送電量,單位GWh;
④電站單日電量變幅限制
式中,表示電站m在第t日的發電量,單位GWh;Δem表示電站m相鄰兩日電量最大變幅,單位GWh,此約束旨在避免電量日變幅過大影響通航安全;
其它約束:輸電斷面約束、水位上下限、出力上下限、發電流量上下限;
所述發電量最大模型和電量分解校核模型按照下述步驟1-4實現;
步驟1,設計不同頻率的來水過程;
步驟2,評估水電系統理論最大發電量;
步驟3,分解水電月度交易電量;
步驟4,評估水電外送能力及潛力;
所述步驟3進一步包括子步驟:
利用步驟2得到的各水電站理論最大發電量,作為本節模型的月度交易電量邊界條件,然后按以下策略分解到日尺度:①獲得初始解,將各水電站的月度交易電量按等進度分解至日尺度;②校正水力約束,包括水量平衡、水位上下限和發電流量上下限;③校正電力約束,包括輸電斷面限制、單日總發電量、出力日變幅限制和電站出力上下限制;④優化分解計劃,以完成進度偏差大小為啟發信息迭代分解各電站月度交易電量到日尺度,目標為總輸電通道利用率最小值最大;
對于控制電量方式運行的電站,在分解交易電量時需考慮豐水期和枯水期兩種情況:
步驟3-1:豐水期時,各流域來水均較豐,此時應優先考慮交易電量按進度公平公正執行,因此分解電量時以每座水電站當日的月累計發電量完成進度與系統計劃完成進度偏差盡可能小為準則,計算進度偏差如公式(1)所示:
式中:是電站m在第t日的分解電量,單位GWh;E1,m表示發電量最大模型中電站m最大理論發電量,單位GWh;t是當月第t日;T是當月天數;
步驟3-2:枯水期時,各流域來水較少,此時應盡量減少棄水或不棄水,然后以各電站月累計發電量與計劃發電量的偏差盡可能小為準則,計算進度偏差如公式(2)所示;
式中:E2,m表示電量分解校核模型中電站m月累計發電量,單位GWh;
若表示電站m完成進度超過計劃進度,超過部分為水電外送潛力;
若表示電站m完成進度落后于計劃進度,按公式(3)增加發電量趕上計劃進度;
式中:表示第t日電站m電量增加幅度,單位GWh;表示第t日電站m最大空閑容量的發電量,單位GWh,它由最大發電出力減去當前電站出力計算得到,而最大發電能力根據第t日入庫流量和水庫水頭校正得到;表示電站m日電量最大變幅,單位GWh;表示當日欠發電量,單位GWh;表示棄水可增加的電量,單位GWh;和表示模型2中電站m在第t日出力和最大出力,單位GW;Δem表示電站m相鄰兩日電量最大變幅,單位GWh;表示棄水可增加的電量,單位GWh;t是當月第t日;T是當月天數。
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