一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法技术

一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法，包括以下步骤：步骤一：考虑多个受端电网差异化负荷调节需求，构建电量曲线分解的调峰准则模型；步骤二：确定调峰准则模型中各受端电网的典型负荷曲线；步骤三：使用大M法，引入0

【技术实现步骤摘要】
一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法


[0001]本专利技术涉及水电系统调度领域，具体涉及一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法。

技术介绍

[0002]我国西南巨型水电站群大多承担跨省跨区送电任务，其在电力市场改革背景下通常要涉及多个受端市场、多个时间尺度间电量的交易与履约，调度运行更加复杂。由于电量规模较大，目前巨型水电站的主要电量还是以计划电量为主，增发电量则通常需要参与电力市场交易，这种情况下，计划电量如何分解执行对整个电站的运行，以及受端电网的影响非常巨大，如何合理安排计划电量执行曲线就尤为重要和关键。
[0003]关于年度计划电量的曲线分解问题，在每年10月前后，需要确定计划电量如何在电站、各月之间精准分配，并根据各送电省份构建各月典型曲线的分解准则，按照一定准则确定各电站各月各省典型出力曲线。市场化放开后，还需根据不同省份市场条件进行市场化电量在各月、各省之间的合理分配。该问题需要同时考虑水电站、水库、电网各类调度运行约束，包括水力约束如水量平衡方程、库水位限制、出库流量限制、发电流量限制等，出力约束如出力限制、电量平衡约束、电力平衡约束等，系统类约束如跨省送电比例、差异负荷需求等，这是非常复杂的高维、非线性多时空耦合约束优化问题。目前的电量分解及履约问题大多关注合同电量的执行进度或者发电收益，对电网调峰需求考虑较少，如何考虑多个受端电网的调峰需求，如何实现复杂模型的高效求解面临很大挑战。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法，以确定梯级水电站群在多个电网间、多个品种间的电量曲线分解结果；该方法能够得到合理的梯级水电站多电网年度逐月电量分解曲线，且可以有效响应不同受端电网的差异调峰需求，提高梯级水电系统对受端电网的差异负荷响应能力。
[0005]本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法，包括以下步骤：
[0007]步骤一：考虑多个受端电网差异化负荷调节需求，构建电量曲线分解的调峰准则模型；
[0008][0009]式中：C
d,k,m
为d电站k省m月差异化调峰系数；lsx
d,k,m
为d电站k省m月剩余负荷最大值；lsm
d,k,m
为d电站k省m月剩余负荷最小值；d为电站编号；k为省份编号；m为月份编号；D为电站数量；K
d
为电站d送电省份个数；M为月份数量。
[0010][0011]式中：Epro
d,k,m
为d电站k省m月送电比例；lud
k,m
为k省m月峰谷差率；
[0012][0013]式中：LD
k,m,h
为k省m月h时典型负荷需求；h为小时编号；H为时段集合。
[0014]为负荷序列的最大值；负荷序列的最小值。
[0015]步骤二：确定调峰准则模型中各受端电网的典型负荷曲线，包括以下步骤：
[0016]步骤
①
：选择某电网某月的日负荷数据，逐日提取负荷特征参数，构成每日负荷特征指标向量C
t
＝[C
t1
,C
t2
,C
t3
,C
t4
,C
t5
]；其中：C
t1
,C
t2
,C
t3
,C
t4
,C
t5
分别表示t日的日负荷率、日峰谷差率、峰期负载率、平期负载率、谷期负载率。
[0017]步骤
②
：采用核密度估计对每项负荷特征指标向量进行密度函数拟合，得到典型日负荷特性指标向量CTP＝[CTP1,CTP2,CTP3,CTP4,CTP5]；其中：CTP1,CTP2,CTP3,CTP4,CTP5分别表示典型日的日负荷率、日峰谷差率、峰期负载率、平期负载率、谷期负载率。
[0018]步骤
③
：根据欧式距离d
t
，评估各日负荷特性指标向量与典型负荷特征指标向量的距离，使用欧式距离倒数的幂指数衡量曲线权重，具体如下：
[0019][0020]式中：d
t
为欧式距离；CTP
j
表示典型日第j个负荷特性指标；w
t
为第t日的权重；T表示天数；t表示日期编号；j表示负荷特性指标编号。
[0021]步骤
④
：使用各日负荷曲线根据步骤
③
所得权重叠加计算，得到最终需要的典型日负荷曲线，典型负荷曲线LTP
t,h
(h＝1,2...96)的计算公式如下：
[0022][0023]式中：L
t
＝[l
t,1
,l
t,2
...l
t,96
]为t日的负荷曲线过程；l
t,h
表示第t日时段h的负荷；
[0024]l
t,1
,l
t,2
...l
t,96
分别表示第t日1至96个时段的负荷。
[0025]步骤三：求解调峰准则模型，获得年度计划电量的分解曲线。
[0026]使用大M法，引入0
‑
1变量b
sc,d,k,m
，大数M，两个连续变量x
sc,d,k,m
、o
sc,d,k,m
，此时正负偏差的数学描述可抽象为电力市场履约问题的一般性规则，进而采用混合整数规划模型求解，具体如下：
[0027][0028]pcl
sc,d,k,m
表示pcl
sc,d,k,m
为sc场景d电站k省m月计划电量负偏差；x
sc,d,k,m
、o
sc,d,k,m
分别表示两个连续变量；pca
sc,d,k,m
表示sc场景d电站k省m月计划；pcu
sc,d,k,m
表示sc场景d电站k省m月计划电量正偏差；pcd
d,k,m
表示d电站k省m月决策分配计划电量；M为电站数量。
[0029]本专利技术一种AGC控制策略中按照比例分配负荷的方法，技术效果如下：
[0030]1)本专利技术能够得到合理的梯级水电站多电网年度逐月电量分解曲线，且能响应不同受端电网的差异调峰需求。
[0031]2)与以往单一电网侧重电量执行进度或发电效益的方法相比，本专利技术方法能够同时适应梯级水电站送电多个电网的实际情况，且通过构建适应多电网的调峰准则，可以兼顾各个电网的差异化负荷调节需求。
[0032]3)本专利技术提出适应不同电网的典型负荷曲线抽取方法，以历史负荷数据为基础，可以快速生成各个电网的典型负荷曲线过程；
[0033]4)本专利技术耦合大M法和变量等效转换策略，将原非线性模型转换为混合整数规划本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：考虑多个受端电网差异化负荷调节需求，构建电量曲线分解的调峰准则模型；式中：C
d,k,m
为d电站k省m月差异化调峰系数；lsx
d,k,m
为d电站k省m月剩余负荷最大值；lsm
d,k,m
为d电站k省m月剩余负荷最小值；d为电站编号；k为省份编号；m为月份编号；D为电站数量；K
d
为电站d送电省份个数；M为月份数量；式中：Epro
d,k,m
为d电站k省m月送电比例；lud
k,m
为k省m月峰谷差率；式中：LD
k,m,h
为k省m月h时典型负荷需求；h为小时编号；H为时段集合；为负荷序列的最大值；负荷序列的最小值；步骤二：确定调峰准则模型中各受端电网的典型负荷曲线，包括以下步骤：步骤
①
：选择某电网某月的日负荷数据，逐日提取负荷特征参数，构成每日负荷特征指标向量C
t
＝[C
t1
,C
t2
,C
t3
,C
t4
,C
t5
]；其中：C
t1
,C
t2
,C
t3
,C
t4
,C
t5
分别表示t日的日负荷率、日峰谷差率、峰期负载率、平期负载率、谷期负载率；步骤
②
：采用核密度估计对每项负荷特征指标向量进行密度函数拟合，得到典型日负荷特性指标向量CTP＝[CTP1,CTP2,CTP3,CTP4,CTP5]；其中：CTP1,CTP2,CTP3,CTP4,CTP5分别表示典型日的日负荷率、日峰谷差率、峰期负载率、平期负载率、谷期负载率；步骤
③
：根据欧式距离d
t
，评估各日负荷特性指标向量与典型负荷特征指标向量的距离，使用欧式距离倒数的幂指数衡量曲线权重，具体如下：式中：d
t
为欧式距离；CTP
j
表示典型日第j个负荷特性指标；w
t
为第t日的权重；T表示天数；t表示日期编号；j表示负荷特性指标编号；步骤
④
：使用各日负荷曲线根据步骤
③
所得权重叠加计算，得到最终需要的典型日负荷曲线，典型负荷曲线LTP
t,h
(h＝1,2...96)的计算公式如下：式中：l
t,h
表示第t日时段h的负荷；l
t,1
,l
t,2
...l
t,96
分别表示第t日1至96个时段的负荷；步骤三：求解调峰准则模型，获得年度计划电量的分解曲线。
2.根据权利要求1所述一种梯级水电站群年度计划电量曲线分解方法，其特征在于：步骤一中，调峰准则模型满足以下三类约束条件：
①
水电常规约束:a:水量平衡约束：式中:V
d,t
为d电站m时刻库容,单位：亿m3；QIN
d,m
为d电站m时段的区间入流，单位：m3/s；DUP
d
为d电站的具有水力联系的上游电站集合；u
d,m
为d电站m时段的出库流量；V
d,m
‑1表示d电站m
‑
1时刻的库容；i表示上游电站编号；b:水位库容关系及水位上下限:v
d,m
＝fzv
d
(z
d,m
)；Zmin
d,m
≤z
d,m
≤Zmax
d,m
；式中:fzv
d
为d电站水位与库容的相关关系；z
d,m
表示d电站m时刻的水位；Zmin
d,m
、Zmax
d,m
分别m时刻d电站水位上、下限；c:流量平衡及上下限约束:u
d,m
＝q
d,m
+s
d,m
；UMIN
d,m
≤u
d,m
≤UMAX
d,m
；QMIN
d,m
≤q
d,m
≤QMAX
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祥，李鹏，鲍正风，郭乐，舒卫民，冯志洲，刘晓阳，毛玉鑫，张艳，李长春，郭晓，周晓倩，李娜，田锐，赵建华，陈胥良，张光君，李乐，冉洪伟，张玉松，徐杨，申建建，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：