一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法技术

本发明专利技术公开了一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，它包括：步骤1、采集水电站基础数据，建立水电站运行约束条件；步骤2、采用电网余荷平均距平绝对值最小表示水电站短期调度优化目标，在考虑水量平衡约束、水电站水库水力联系、水位、库容、流量、出力上下限约束及出力爬坡限制的同时，再加入直流运行约束和接入直流上的电站运行约束；将模型中的非线性目标或约束在精度允许的前提下进行线性化处理，以满足MILP模型求解需要；步骤3、调用优化求解器LINGO 18对MILP模型进行求解计算；在满足接入直流上的电站运行过程约束的前提下取得了较好的调峰结果，提高了电站运行计划安排的可靠性与准确性。行计划安排的可靠性与准确性。行计划安排的可靠性与准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法


[0001]本专利技术属于电网能源调度
，尤其涉及一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法。

技术介绍

[0002]我国水电资源丰富，在西电东送电力平台下，我国的水电装机规模和电网建设得到了快速发展，能源跨区消纳量与日俱增。在直流联网运行调度模式下，对同一直流联络线而言，往往承担着多个电站、不同电源的输电任务。为了保证系统安全可靠运行，直流输电功率与接入直流的不同电站出力或配套机组开机台数具有非常紧密的耦合关系。对于送端水电站群而言，不仅需要供应本地电力需求，同时还要通过高压直流线路远距离输送到受端负荷中心。如何在保证直流输电计划前提下，考虑接入直流上的电站运行过程约束，同时满足电网优化调度需求，是高比例水电送端电网亟需解决的关键难题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：提供一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，以在满足接入直流上的电站运行过程约束的前提下取得了较好的调峰结果，提高了电站运行计划安排的可靠性与准确性。
[0004]本专利技术技术方案：
[0005]一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，它包括：
[0006]步骤1、采集水电站基础数据，建立水电站运行约束条件；
[0007]步骤2、采用电网余荷平均距平绝对值最小表示水电站短期调度优化目标，在考虑水量平衡约束、水电站水库水力联系、水位、库容、流量、出力上下限约束及出力爬坡限制的同时，再加入直流运行约束和接入直流上的电站运行约束；将模型中的非线性目标或约束在精度允许的前提下进行线性化处理，以满足MILP模型求解需要；
[0008]步骤3、调用优化求解器LINGO 18对MILP模型进行求解计算。
[0009]水电站运行约束条件包括：水量平衡约束；水电站水库水力联系；水位约束；库容约束；出库流量约束；发电流量约束；弃水流量计算；水电站出力限制；电站出力爬坡限制；出力计算函数；水位
‑
库容关系曲线；尾水
‑
泄流量关系曲线；净水头计算及非负约束；所述水电站基础数据包括电站基本参数、电站出力耦合系数、水电站初始条件及系数。
[0010]所述模型的调度目标函数为：
[0011][0012]式中：F为目标函数；R
t
为经过水电站群削峰后t时段电网的剩余负荷；C
t
为t时段内电网的负荷需求总量；为水电站i在t时段的出力；为直流联络线l在t时段的功率；L为直流联络线总数；为t时段转运计划g的转运功率；G为转运计划总数；水电站运行约束包括：
[0013]1)水量平衡约束：
[0014]式中：V
i,t+1
、V
i,t
分别为i号水电站在t时段始末库容；分别为i号水电站在t时段的入库流量、发电流量及弃水流量；Δt为时段步长；
[0015]2)水电站水库水力联系：
[0016]式中：τ
‑
1为i
‑
1号水电站与i号水电站的水流时滞；为t时段i
‑
1号水电站与i号水电站的区间入库流量；
[0017]3)水位约束：
[0018]式中：Z
i,t
为水电站i在时段t的水位，Z
i
、为水电站i在时段t的水位上下限；
[0019]4)库容约束：
[0020]式中：V
i,t
为水电站i在时段t的库容，V
i
、为水电站i在时段t的库容上下限；
[0021]5)出库流量约束：
[0022]式中：为水电站i在时段t的出库流量上下限；
[0023]6)发电流量约束：
[0024]式中：为水电站i在时段t的发电流量上下限；
[0025]7)弃水流量计算：
[0026]8)水电站出力限制：
[0027]式中：为水电站i在时段t的出力，为水电站i在时段t的出力上下限；
[0028]9)电站出力爬坡限制：
[0029]式中：为水电站i最大允许出力变幅；
[0030]10)出力计算函数：
[0031]式中：为出力、发电流量、水头关系曲线；h
i,t
为电站i在t时段发电水头；
[0032]11)水位
‑
库容关系曲线：
[0033]式中：为水位
‑
库容关系曲线；为水电站i在t时段上游水位；
[0034]12)尾水
‑
泄流量关系曲线：
[0035]式中：为尾水
‑
泄流量关系曲线；为水电站i在t时段尾水位；
[0036]13)净水头计算：
[0037]式中：表示水电站水头损失；
[0038]14)非负约束：所有变量均应为非负值。
[0039]直流联络线约束包括：
[0040]1)直流输电功率上下限约束:
[0041]式中：为直流输电功率；为直流直流联络线l输电容量上下限；
[0042]2)直流功率爬坡约束:
[0043]式中：为直流直流联络线l输电功率最大允许变幅；
[0044]3)转运电力约束:
[0045]式中：为转运计划g在t时段的转运功率；分别为转运计划g的转运功率上下限；为转运功率最大允许波动限值；为转运计划g的转运电量，ρ为转运电量允许变幅；
[0046]接入直流上的电站运行约束包括：在直流联网运行模式下，接入直流上的电站出力与直流运行功率具有一定的耦合关系，可表述为：当接入直流Li的电站Φ的出力处于区间[Φ
k,min
,Φ
k,max
]内时，同样接入该直流Li的电站Ω出力与当前直流运行功率
之差需要相应的落入区间[Ω
k,min
,Ω
k,max
]之内，即：
[0047][0048]式中：为t时段直流联络线Li运行功率；分别为t时段电站Ω、电站Φ出力；Ω
k,max
、Ω
k,min
分别为电站Φ在第k种情况下出力上下限；Φ
k,max
、Φ
k,min
分别为第k种情况下电站Ω出力与当前直流运行功率之差上下限。
[0049]将模型中的非线性目标或约束在精度允许的前提下进行线性化处理方法包括：
[0050]目标函数线性化：
[0051]通过引入非负辅助变量δ
t
，对目标函数进行线性化等价处理
[0052][0053]水头线性化：
[0054]对水位
‑
库容关系曲线及尾水泄
‑
流量关系曲线进行线性化处理，满足MILP模型求解需要，采用分段线性化方法进行处理；
[0055]接入直流上的电站运行过程约束线性化：
[0056本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，它包括：步骤1、采集水电站基础数据，建立水电站运行约束条件；步骤2、采用电网余荷平均距平绝对值最小表示水电站短期调度优化目标，在考虑水量平衡约束、水电站水库水力联系、水位、库容、流量、出力上下限约束及出力爬坡限制的同时，再加入直流运行约束和接入直流上的电站运行约束；将模型中的非线性目标或约束在精度允许的前提下进行线性化处理，以满足MILP模型求解需要；步骤3、调用优化求解器LINGO 18对MILP模型进行求解计算。2.根据权利要求1所述的一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，其特征在于：水电站运行约束条件包括：水量平衡约束；水电站水库水力联系；水位约束；库容约束；出库流量约束；发电流量约束；弃水流量计算；水电站出力限制；电站出力爬坡限制；出力计算函数；水位
‑
库容关系曲线；尾水
‑
泄流量关系曲线；净水头计算及非负约束；所述水电站基础数据包括电站基本参数、电站出力耦合系数、水电站初始条件及系数。3.根据权利要求1所述的一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，其特征在于：所述模型的调度目标函数为：式中：F为目标函数；R
t
为经过水电站群削峰后t时段电网的剩余负荷；C
t
为t时段内电网的负荷需求总量；为水电站i在t时段的出力；为直流联络线l在t时段的功率；L为直流联络线总数；为t时段转运计划g的转运功率；G为转运计划总数。4.根据权利要求1所述的一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，其特征在于：水电站运行约束包括：1)水量平衡约束：式中：V
i,t+i
、V
i,t
分别为i号水电站在t时段始末库容；分别为i号水电站在t时段的入库流量、发电流量及弃水流量；Δt为时段步长；2)水电站水库水力联系：式中：τ
‑
1为i
‑
1号水电站与i号水电站的水流时滞；为t时段i
‑
1号水电站与i号水电站的区间入库流量；
3)水位约束：式中：Z
i,t
为水电站i在时段t的水位，Z
i
、为水电站i在时段t的水位上下限；4)库容约束：式中：V
i,t
为水电站i在时段t的库容，V
i
、为水电站i在时段t的库容上下限；5)出库流量约束：式中：为水电站i在时段t的出库流量上下限；6)发电流量约束：式中：为水电站i在时段t的发电流量上下限；7)弃水流量计算：8)水电站出力限制：式中：为水电站i在时段t的出力，为水电站i在时段t的出力上下限；9)电站出力爬坡限制：式中：为水电站i最大允许出力变幅；10)出力计算函数：式中：f
inqh
为出力、发电流量、水头关系曲线；h
i,t
为电站i在t时段发电水头；11)水位
‑
库容关系曲线：式中：f
iZV
(
·
)为水位
‑
库容关系曲线；为水电站i在t时段上游水位；12)尾水
‑
泄流量关系曲线：式中：f
iZV
(
·
)为尾水
‑
泄流量关系曲线；为水电站i在t时段尾水位；13)净水头计算：式中：表示水电站水头损失；14)非负约束：所有变量均应为非负值。5.根据权利要求1所述的一种考虑直流输电耦合约束的水电站群短期调峰调度方法，其特征在于：直...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏华英，王融融，张俨，赵维兴，王宁，马覃峰，安甦，王国松，田年杰，赵倩，朱灵子，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：