一种水电富集电网特大规模电站群短期计划编制方法技术

一种水电富集电网大规模电站群短期计划编制方法，将电站进行分类简化处理，并局部优化少量平衡电站，大幅减少计算规模，实现合理高效编制电网日发电运行计划。根据电网预测负荷与实际负荷过程，采用相关分析方法优选计划参考日，确定电站初始计划；以此为基础，对水电站进行定出力计算，检验水库弃水或放空情况，以启发式增加或减少发电量；最后针对水电富集电网电源结构特点，按流域调节性能和火电站煤耗优选少量电站参与平衡计算，并采用等负荷率和节能原则分别优化水电站和煤电站出力，实现系统电力平衡。本发明专利技术方法可以兼顾不同电站运行特点，满足水电富集电网超百座特大规模电站群短期计划快速编制需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统调度运行领域，特别涉及一种水电富集电网特大规模电站群 短期计划编制方法。 技术背景 近些年，我国水电进入大规模集中建设、投产时期，西南地区形成了以云南电网、 四川电网为代表的水电富集电网，其中云南、四川电网水电装机已经分别达到5643万kW和 6293万kW，富可敌国，均超过世界水电排名第5的日本，且两省水电装机容量和发电量占全 网的80%左右，统调水电站数量超过100座，再加之风电、光伏等大量不可控新能源电站， 其调度管理极大不同于以火电为主的电网，发电协调控制面临很大难题与挑战。以云南电 网为例，统调及以上水电站119座，分布在澜沧江、金沙江、怒江、红河、伊洛瓦底江、珠江多 个流域，囊括了多年调节、年调节、季调节、周调节、日调节、径流式多种调节类型，运行特点 互不相同，来水以及面临的电网控制需求也存在很大差异，而且需要与煤电、风电、光伏等 性能各异电源进行协调控制，使得以往的统一建模方法很难适应如此特大规模电站群调度 问题，特别是在每天的短期调度中，直接优化求解得到的调度结果以及计算效率均无法达 到目前电网实际调度要求。因此，对具有不同特点和需求的电站进行差异化处理，在特大规 模电网发电调度中就变得极为必要与关键，需要结合问题特点设计切实有效的实用化方法 与策略。目前国内外这方面研究主要集中于数学建模方法，以数学规划和智能算法居多， 目标大多采用发电量最大，这种思路具有一定理论研究价值，但与水电富集电网特大规模 电站群调度工程实际不相适应，实用化难度很大。本专利技术成果依托国家自然科学基金委重 大国际合作（51210014)，国家自然科学基金（51579029)，以云南电网统调水电站、火电站、 风电站、光伏电站的多电源短期协调问题为背景，考虑电网日负荷需求，专利技术了具有很强实 用性和广泛推广价值的特大规模电站群短期计划编制方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种水电富集电网特大规模电站群短期计划编 制方法，可根据水火风光多种电源类型和水电站调节性能，将电站进行分类简化处理，并局 部优化少量平衡电站，大幅减少计算规模，实现合理高效编制电网日发电运行计划。 本专利技术的技术方案为：本专利技术揭示了一种水电富集电网特大规模电站群短期计划 编制方法，包括负荷分析、水电分析、平衡计算三大部分，按照下述步骤（1)-(9)完成电网 日前计划编制过程： (1)电站分类，将所有电站按照参考计划、参考实际、电站上报、优化计算四种方式 进行归类；归类的基本原则是：对于风电站和光伏电站等新能源电站，受天气因素影响较 大，考虑到电厂用户能更直接地了解和掌握当地天气，所以一般采用电站上报或者参考实 际两种方式；对于火电站，由于机组启停速度和调节性能较差，不适宜频繁开关机和出力频 繁波动，所以一般采用参考计划方式；对于大多数水电站，在来水变化不大的情况下，可以 直接参考历史计划或实际出力，而少量调节性能较好的水电站，或者位置相对独立的水电 站，可以根据电网的负荷需求参与平衡计算。 ⑵设置电网日预测负荷过程； (3)进行负荷分析，采用相关分析法比较计划日预测负荷与最近N天的实际负荷， 计算二者的相关系数{COEdC0E2,C0ENdC0EN}，其中C0En代表预测负荷与第η天实际负荷 的相关系数，并将max{COEdC0E2,C0EN ^C0EN}对应日期设置为参考日； (4)设置初始计划，提取参考日出力作为电站初始计划，并考虑检修后限定出力上 限； (5)进行水电分析，在正常高水位、死水位、以及电站可用容量约束下，采用定出力 方法确定各水电站的日96点水位过程和出库过程，并根据弃水和放空情况，均匀增加电站 出力，或者按照负荷高低安排电站发电量； (6)采用公式（1)计算电网各时段未平衡电力偏差； ⑴ 式中：D^t时段电网未平衡电力值；C^t时段电网负荷；PUUW^PS^ 分别为水电站、火电站、风电站、光伏电站在t时段的出力；MH，MT，Mw，Ms分别为水电站、火电 站、风电站、光伏电站的数量；T，t分别是调度期时段总数和时段编号。 (7)选择平衡电站进行局部优化计算，以平衡电力偏差； (8)若选择水电站作为平衡电站，采用等负荷率原则计算各电站需调整电量，并按 照各时段负荷偏差，按照调整电量占未平衡电量比例确定各平衡电站的时段出力； (9)若选择火电站作为平衡电站，采用节能减排原则对其进行排序，并反比例分配 各电站机组电量，进而采用改进切负荷方法确定机组日96点出力过程。 本专利技术对比现有技术有如下有益效果：本专利技术水电富集电网特大规模电站群短期 计划编制方法，分三个阶段实现特大规模电站群短期计划快速编制目标；第一个阶段，首先 采用相关分析方法，将预测负荷过程与历史实际负荷进行对比分析，按相关系数从大到小 排序，确定系数最大的日期作为参考日；第二阶段，将参考日电站出力作为初始计划，进行 定出力计算，检验水库弃水或放空情况，并以此为启发信息，均匀增加或减少发电量；第三 阶段，针对水电富集电网电源结构特点，按流域调节性能和火电站煤耗优选少量电站参与 平衡计算，并采用等负荷率和节能原则分别优化水电站和煤电站出力，满足电网电力平衡 要求。对比现有技术，本专利技术可充分考虑各类电源及不同类型水电站特点和控制要求，快速 得到比现有方法更加合理实用的发电运行计划，满足水电富集电网超百座特大规模电站群 短期调度需求。【附图说明】 图1是本专利技术方法总体求解框图。 图2是云南电网未平衡电力偏差过程图。 图3是云南电网日负荷平衡图。 图4(a)是小湾水电站日96点出力过程。 图4 (b)是漫湾水电站日96点出力过程。 图4(c)是大朝山水电站日96点出力过程。 图5(a)是雨汪火电站日96点出力过程。 图5(b)是阳宗海火电站曰96点出力过程。 图5(c)是昆明火电站日96点出力过程。【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。 水电富集电网特大规模电站群短期调度与以往的小规模梯级水电站调度以及以 火电为主电网的调度问题有很大不同，由于水电站类型和面临的控制要求差异极大，且流 域间来水也互不相同，给以往的统一建模求解方法带来很大难度，特别是在电网实际调度 中，直接优化求解如此特大规模电站群调度问题，往往很难得到直接可用的优化结果，而已 有的文献报道中鲜有针对水电富集电网电源结构特点和电网的实际调度需求，构建实用的 求解方法与策略。本专利技术揭示，将电 网短期调度问题分解为三个关键子问题（一是进行电网负荷分析，确定负荷相似日，为确 定电站初始计划提供基础；二是按照参考日出力确定电站初始计划，并对所有水电站进行 分析，以适当调整不合理电站出力过程；三是选择少量平衡电站进行局部优化计算，实现电 网电力平衡），并针对这三个子问题，分阶段采用相关分析法、定出力计算和均匀策略、以及 等负荷和改进切负荷方法分别求解，满足电网的负荷平衡要求。 本专利技术由负荷分析、水电分析、平衡计算三个阶段方法组成。第一阶段相关分析法 比较预测负荷与实际负荷过程，确定计划参考日；第二阶段以参考日的电站初始计划为基 础，采用定出力方法计算水电站水位和出库过程，并根据弃水和放空情况，采用均匀策略调 整计划出力；第三阶段选择少量水电站或者火本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水电富集电网特大规模电站群短期计划编制方法，其特征包括如下步骤：(1)电站分类，将所有电站按照参考计划、参考实际、电站上报、优化计算四种方式进行归类；(2)设置电网日预测负荷过程；(3)进行负荷分析，采用相关分析法比较计划日预测负荷与最近N天的实际负荷，计算二者的相关系数{COE1,COE2,COEN‑1,COEN},其中COEn代表预测负荷与第n天实际负荷的相关系数，并将max{COE1,COE2,COEN‑1,COEN}对应日期设置为参考日；(4)设置初始计划，提取参考日出力作为电站初始计划，并考虑检修后限定出力上限；(5)进行水电分析，在正常高水位、死水位、以及电站可用容量约束下，采用定出力方法确定各水电站的日96点水位过程和出库过程，并根据弃水和放空情况，均匀增加电站出力，或者按照负荷高低安排电站发电量；(6)采用公式(1)计算电网各时段未平衡电力偏差；式中：Dt为t时段电网未平衡电力值；Ct为t时段电网负荷；PHm,t，PTi,t，PWj,t，PSk,t分别为水电站、火电站、风电站、光伏电站在t时段的出力；MH，MT，MW，MS分别为水电站、火电站、风电站、光伏电站的数量；T，t分别是调度期时段总数和时段编号；(7)选择平衡电站进行局部优化计算，以平衡电力偏差；(8)若选择水电站作为平衡电站，采用等负荷率原则计算各电站需调整电量，并按照各时段负荷偏差，按照调整电量占未平衡电量比例确定各电站的时段出力；(9)若选择火电站作为平衡电站，首先采用节能减排原则对其进行排序，并反比例分配各电站机组电量，进而采用改进切负荷方法确定机组日96点出力过程。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：申建建，程春田，李秀峰，蔡华祥，刘双全，王健，
申请(专利权)人：大连理工大学，云南电力调度控制中心，
类型：发明
国别省市：辽宁;21