考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法技术

本发明专利技术公开了考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法，计算各方案对应所属评价集的隶属度，确定备选方案排序；在约束边界条件下，优化水电集群开发规模及投产时序；优化分区平衡，改变电力流向；形成水电集群送出方案；依据龙头水库投产后水电集群的出力特性及年发电量，得到水电集群月度发电能力依据省内负荷特性，得到本省的月度电力电量需求；以水电集群发电能力、省内电力电量需求、断面输送能力、通道输送能力为边界，制定年度电力电量交易计划；安排火电机组运行方式；依据交易计划，结合来水情况及龙头水库调节能力，安排临时交易，优化水电集群运行方式。

【技术实现步骤摘要】
考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法
本专利技术属于电网领域，涉及考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法。
技术介绍
目前，国内针对梯级水电的相关研究已初步开展，但是主要围绕的是梯级水电运行过程中的各类协调优化调度方法展开了研究。专利[1]提出了采用一种梯级水电“虚拟抽蓄电站”的调度方法，以实际与目标调峰功率偏差最小和梯级水电耗水量最小为调度目标，构建梯级水电“虚拟抽蓄电站”调度目标函数进行求解优化调度，以期实现电力系统的短期调度计划；专利[2]公开了一种梯级水电系统发电调度自适应优化方法与系统，用以提高梯级水电系统的整体发电效益；专利[3]提出了一种基于电量控制的梯级水电短期调峰模型及求解方法，可使梯级水电在满足日优化电量、出力爬坡、出力波动控制需求的同时，充分发挥了梯级水电站群的调峰作用；专利[4]公开了一种巨型梯级水电系统的多目标调度并行降维方法；专利[5]提出了一种考虑调峰调频需求的多能源协调优化调度方法；专利[6]提出了一种基于随机安全域的梯级水电鲁棒优化调度方法，该方法对预调度方案的鲁棒可行性进行判定，通过反馈修正协调优化最终获得具有鲁棒性的调度方案；专利[7]公开了一种基于实时反馈的梯级水电水位控制的多时段潮流优化方法，构建了水库水位与电网运行相协调的多时段最优潮流控制方法，基于实时反馈实现了将复杂的非线性条件线性化处理的效果，大大提升了梯级水电运行效率；专利[8]提出了一种涉及一种梯级水电参与省内和西电东送市场组合交易策略优化方法，为新电力环境下我国西南地区大规模梯级水电站群的调度运行管理提供有益支持；专利[9]提出了一种市场环境下梯级水电站中长期调度与检修双层优化方法，以中长期调度中间结果为边界条件，以最小检修损失为优化目标，将检修损失优化结果与中长期发电收益归并为总收益，从而实现联合优化；专利[10]提供了基于调节性能的水风光电站群协同组合划分方法及系统，提升了多种电源协同运行优化的精细度，有利于含有多种类型电源的复杂电力系统的调度优化，对于提高清洁能源开发利用具有重要意义，具有重要的推广使用价值；专利[11]提供了一种考虑非恒定耦合约束的水电群调度方法；专利[12]提出了一种考虑水流延时连续变化的梯级水电站日优化调度方法；专利[13]提出了一种巨型水电站动态投产下跨流域梯级水电站群长期运行方法；专利[14]提出了一种一种考虑水流延时连续变化的梯级水电站日优化调度方法，这种方法相较于前面的调度方法具有水流延时描述细致、模型精确、收敛效果好、实用性强等优点；专利[15]提出了一种复杂约束限制下的梯级水电站群实时优化调度方法，其将日前发电计划纳入实时调度算法中，以梯级水电系统总蓄能最大作为优化目标，满足实时调度的安全性、时效性、实用性、经济性的要求。专利[16]提出了一种多尺度电力市场条件下的梯级水电中期发电计划制定方法，统筹考虑了梯级水电站在传统非市场条件下面临的上下游复杂约束问题及多尺度市场带来的多市场电价、履约耦合、市场风险等新问题，能较好地引导梯级水电发电过程响应市场价格变化、通过市场优化提高整体收益并规避市场风险；专利[17]提出了一种梯级水电参与省内和西电东送市场组合交易策略优化方法，为新电力环境下我国西南地区大规模梯级水电站群的调度运行管理提供有益支持；专利[18]提出了一种市场环境下梯级水电站中长期调度与检修双层优化方法；专利[19]提出了一种基于梯级水电站耦合关系的日前市场出清机制，实现上、下游电站的联合出清，解决下游电站中标电量与可发电流量匹配失衡问题。专利[20]本专利技术公开了一种基于三层宏观组网约束的中压配网精准规划方法，通过空间上的全局统筹和时间上的远近协调强化规划的目标导向和利旧原则，提升规划方案的可操作性、科学性和精准性。专利[21]公开了一种基于GIS信息数据的电力走廊规划方法，减少因外送通道规划建设滞后，水电出现大量弃水，经济效益损失严重的问题，确保绿色环保的水电顺利送出，创造持续可靠的经济效益、生态效益和社会效益。上述专利[1-15]基本侧重于梯级水电的运行侧，着重于梯级水电站之间的协调调度问题；专利[16-19]则侧重于电力市场侧，着重于上下游的水电站如何参与电力市场的竞争以及出清价格的确定等方面的问题；专利[20-21]虽然涉及到网架规划的问题，但专利[20-21]主要是针对精准配电网的规划方法，其对于分区电量平衡类的大区域协调规划问题未有涉及，更没有针对龙头水库建设的长时间动态过程展开分析，以及建立相适应的评估方案和评价体系。因此考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法亟待研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：提供了考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法，解决了针对龙头水库建设发展过程背景下外送网架建设的长期性问题，建立相应的分区电力电量平衡的规划模型，并根据送出通道的建设、运行情况、水电站集群开发规划和投产时序对数学模型进行优化，采用贪心算法进行求解得到相应的送电备选方案，最终采用熵权法的评估方法对各备选方案进行评估，筛选出水电集群送出及相关网架建设的最优方案。本专利技术采用的技术方案如下：考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法，预先设定约束性硬指标和评价性软指标并建立适应性分析指标体系、预先设定水电集群到负荷中心的送电方案备选库；所述适应性分析指标体系的建立，包括以下步骤(S1-S7)：S1：根据预设的指标特性，将所有指标分为约束性硬指标和评价性软指标；S2：由软指标构成适应性分析指标体系；S3：形成适应性分析指标体系；S4：指标体系量化；S5：利用熵权法求取各指标权重，对指标体系进行降维；S6：构造加权标准化矩阵；S7：确定评语集中隶属度(转S14)；定义约束性硬指标和评价性软指标并建立适应性分析指标体系，同时对指标体系进行初步的处理，比如指标体系量化、求取各指标权重和确定构造加权标准化矩阵，其中，硬指标包括安全稳定约束、严重故障校核以及通道约束，而软指标包括龙头水库建设的经济适应性、供需消纳适应性、网源匹配的适应性等。软指标的评估将通过熵权法的方法完成筛选，而硬指标将作为边界条件筛选掉不符合约束的方案。当硬指标无法满足时，可以通过改变水电集群的开发规模和投产时序得到新的备选方案，并再次进行评估筛选，直到得到满足硬指标的最优方案。最优方案将指导西南龙头水库建设中水电集群送出网架的建设。所述送电方案备选库的建立，包括以下步骤(S8-S15)：S8:确定分析研究目标水平年及远景展望年；本专利技术初步确定以2018年作为研究的规划水平年，而2035年作为研究的远景展望年；S9:分析计算负荷中心的负荷需求及负荷特性；四川省地处秦岭以南，气候潮湿，夏季闷热，冬季湿冷，空调负荷占比较大。年负荷特性呈现双高峰特点，其负荷特性图如图2所示，20本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法，其特征在于：预先设定约束性硬指标和评价性软指标并建立适应性分析指标体系、预先设定水电集群到负荷中心的送电方案备选库；/n所述适应性分析指标体系的建立，包括以下步骤(S1-S7)：/nS1：根据预设的指标特性，将所有指标分为约束性硬指标和评价性软指标；/nS2：由软指标构成适应性分析指标体系；/nS3：形成适应性分析指标体系；/nS4：指标体系量化；/nS5：利用熵权法求取各指标权重，对指标体系进行降维；/nS6：构造加权标准化矩阵；/nS7：确定评语集中隶属度(转S14)；/n所述送电方案备选库的建立，包括以下步骤(S8-S14)：/nS8:确定分析研究目标水平年及远景展望年；/nS9:分析计算负荷中心的负荷需求及负荷特性；/nS10:分析计算龙头水库所辖水电集群的装机容量及出力特性，为接下来的分区平衡电力流规划的相关计算提供数据支撑；/nS11:通过分区平衡分析，得到分区平衡电力流规划；/nS12:依据分区平衡电力流规划，得到水电集群送出方案及送出通道需求；/nS13：龙头水库投产后，水电集群送出方案是否需优化？若是，转下一步；若否，转S27；/nS14：依据通道情况，对送出方案进行约束及优化；/nS15：形成水电集群到负荷中心的送电方案备选库；/n根据送电方案备选库，采用熵权法的评估方式对备选方案库进行评估，得到水电集群送出网架优化方案，包括以下步骤(S16-S32)：/nS16：计算各方案对应所属评价集的隶属度，确定备选方案排序；/nS17：选出当前最优的水电集群送出方案；/nS18：是否满足系统安全稳定约束？若是，转下一步；若否，转S21；/nS19：是否能通过严重故障校核？若是，转下一步；若否，转S21；/nS20：是否满足通道约束？若否，转下一步；若是，转S26；/nS21：在备选库中删除当前方案；/nS22：备选库中是否有备选方案？若否，转下一步；若是，转S17；/nS23：水电集群开发规模及投产时序是否可优化？若是，转下一步；若否，转S25；/nS24：在约束边界条件下，优化水电集群开发规模及投产时序；转S11；/nS25：优化分区平衡，改变电力流向；转S12；/nS26：形成水电集群送出方案；/nS27：依据龙头水库投产后水电集群的出力特性及年发电量，得到水电集群月度发电能力；/nS28：依据省内负荷特性，得到本省的月度电力电量需求；/nS29：以水电集群发电能力、省内电力电量需求、断面输送能力、通道输送能力为边界，制定年度电力电量交易计划；/nS30：安排火电机组运行方式；/nS31：依据交易计划，结合来水情况及龙头水库调节能力，安排临时交易，优化水电集群运行方式；/nS32：结束。/n...

【技术特征摘要】
1.考虑龙头水库适应性的清洁能源外送规划及运行优化方法，其特征在于：预先设定约束性硬指标和评价性软指标并建立适应性分析指标体系、预先设定水电集群到负荷中心的送电方案备选库；
所述适应性分析指标体系的建立，包括以下步骤(S1-S7)：
S1：根据预设的指标特性，将所有指标分为约束性硬指标和评价性软指标；
S2：由软指标构成适应性分析指标体系；
S3：形成适应性分析指标体系；
S4：指标体系量化；
S5：利用熵权法求取各指标权重，对指标体系进行降维；
S6：构造加权标准化矩阵；
S7：确定评语集中隶属度(转S14)；
所述送电方案备选库的建立，包括以下步骤(S8-S14)：
S8:确定分析研究目标水平年及远景展望年；
S9:分析计算负荷中心的负荷需求及负荷特性；
S10:分析计算龙头水库所辖水电集群的装机容量及出力特性，为接下来的分区平衡电力流规划的相关计算提供数据支撑；
S11:通过分区平衡分析，得到分区平衡电力流规划；
S12:依据分区平衡电力流规划，得到水电集群送出方案及送出通道需求；
S13：龙头水库投产后，水电集群送出方案是否需优化？若是，转下一步；若否，转S27；
S14：依据通道情况，对送出方案进行约束及优化；
S15：形成水电集群到负荷中心的送电方案备选库；
根据送电方案备选库，采用熵权法的评估方式对备选方案库进行评估，得到水电集群送出网架优化方案，包括以下步骤(S16-S32)：
S16：计算各方案对应所属评价集的隶属度，确定备选方案排序；
S17：选出当前最优的水电集群送出方案；
S18：是否满足系统安全稳定约束？若是，转下一步；若否，转S21；
S19：是否能通过严重故障校核？若是，转下一步；若否，转S21；
S20：是否满足通道约束？若否，转下一步；若是，转S26；
S21：在备选库中删除当前方案；
S22：备选库中是否有备选方案？若否，转下一步；若是，转S17；
S23：水电集群开发规模及投产时序是否可优化？若是，转下一步；若否，转S25；
S24：在约束边界条件下，优化水电集群开发规模及投产时序；转S11；
S25：优化分区平衡，改变电力流向；转S...

【专利技术属性】
技术研发人员：江栗，路亮，魏明奎，周全，黄媛，
申请(专利权)人：国家电网公司西南分部，
类型：发明
国别省市：四川;51