一种基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法及系统技术方案

技术编号：43651814 阅读：4 留言：0更新日期：2024-12-13 12:46

本发明专利技术公开了一种基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法及系统，包括：识别调度中心发送的控制信息，得到控制模式。控制模式为光伏优先模式时，计算水电站需发电量，控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量。动态调整光伏电站和水电站发电量，确保电力分配协调。本发明专利技术提供的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法及系统通过动态调整光伏电站和水电站的发电量，确保电力分配协调。本发明专利技术在光伏优先模式下，通过动态规划算法优化蓄放水次序，实现总耗能最小和总电能最多的目标，提高了系统的能源利用效率。在水电优先模式下，通过多目标优化算法，结合实时负荷需求和环境条件，动态调整发电量，确保系统的稳定性和经济效益。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统优化，具体为一种基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法及系统。

技术介绍

1、随着全球能源需求的增长和环境保护意识的提高，新能源发电技术得到了迅速发展，其中光伏发电和水力发电作为清洁能源的代表，逐渐在电力系统中占据重要地位。光伏发电由于其资源丰富、分布广泛和环境友好的特点，被广泛应用于各类电力系统。然而，光伏发电存在明显的波动性和不稳定性，这主要受限于天气条件和昼夜变化。因此，仅依靠光伏发电难以实现电力系统的稳定运行和可靠供电。而水力发电则具有较强的调节能力，可以有效平衡电力供需，但其发电受限于水资源的季节性和区域性变化。为此，将光伏发电与水力发电相结合，利用水力发电的调节能力弥补光伏发电的不足，成为当前研究的重要方向。

2、现有技术中，已经提出了一些基于水光互补的电力系统控制方法，这些方法主要通过优先调度光伏发电来减少化石能源的消耗，并利用水力发电的调节特性来平衡光伏发电的波动。然而，这些技术在实际应用中仍存在一些不足之处。首先，现有方法大多采用简单的功率匹配算法，未能充分考虑光伏和水力发电的多种约束条件和系统优化需求，导致系统整体效能不高。其次，现有技术在应对突发负荷变化和极端天气条件时，调整策略缺乏灵活性和精准性，可能导致电力系统的不稳定。此外，现有方法通常未能充分利用光伏发电的预测数据和水力发电的动态调节能力，导致电力资源未能得到最优配置。为了解决上述问题，亟需一种更为精细化和智能化的水光互补协调控制方法，以提高电力系统的稳定性和效能。

技术实现思路</p>

1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。

2、因此，本专利技术解决的技术问题是：现有方法大多采用简单的功率匹配算法，未能充分考虑光伏和水力发电的多种约束条件和系统优化需求，导致系统整体效能不高。在应对突发负荷变化和极端天气条件时，调整策略缺乏灵活性和精准性，可能导致电力系统的不稳定。通常未能充分利用光伏发电的预测数据和水力发电的动态调节能力，导致电力资源未能得到最优配置。

3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，包括：识别调度中心发送的控制信息，得到控制模式。

4、控制模式为光伏优先模式时，计算水电站需发电量，控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量。

5、动态调整光伏电站和水电站发电量，确保电力分配协调。

6、作为本专利技术所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法的一种优选方案，其中：所述识别调度中心发送的控制信息，得到控制模式包括，调度中心发送控制信息，包括光伏优先模式和水电优先模式。

7、光伏优先模式表示在电力负荷分配中优先使用光伏发电，水电优先模式表示在电力负荷分配中优先使用水电发电。

8、作为本专利技术所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法的一种优选方案，其中：所述控制模式为光伏优先模式时，计算水电站需发电量包括，在光伏优先模式下，系统首先最大化利用光伏电站的发电量，同时为了确保电力系统的稳定运行，需计算出水电站的需发电量。

9、采集当前时刻光伏电站的实时发电数据ppv(t)和电力系统的总负荷需求l(t)，基于贝叶斯更新的预测模型预测未来时刻的光伏发电量表示为：

10、

11、其中，表示未来时刻光伏发电量，λ表示光伏发电的衰减系数，t表示当前时刻，t'表示预测时刻。

12、计算光伏电站的预测发电量的归一化值和当前时刻的发电量差异：

13、

14、其中，ppv,diff(t)表示光伏电站的预测发电量和实时发电量的差异。

15、对差异进行滤波，得到调整后的光伏电站发电量差异：

16、

17、其中，ppv,adj(t)表示调整后的光伏电站发电量差异。

18、当前时刻可调度电量表示为：

19、ptotal(t)＝ppv(t)+ppv,adj(t)

20、基于总负荷需求l(t)计算水电站需发电量：

21、phydro,need(t)＝l(t)-ptotal(t)

22、对水电站需发电量优化，得到最终水电站发电量表示为：

23、

24、其中，δ表示优化参数。

25、作为本专利技术所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法的一种优选方案，其中：所述控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量包括，采集当前时刻水电站的实时发电数据phydro(t)和电力系统的总负荷需求l(t)，基于流量、历史发电数据和天气预报的综合模型预测未来时刻的水电发电量，表示为：

26、

27、其中，q(t′)表示流量，ηw表示水电站转换效率，t表示当前时刻，t'表示预测时刻。

28、计算水电站的预测发电量的归一化值和当前时刻的发电量差异：

29、

30、对差异进行滤波，得到调整后的水电站发电量差异：

31、

32、其中，phydro,adj(t)表示调整后的水电站发电量差异。

33、计算当前时刻的总可调度电量，表示为：

34、ptotal(t)＝phydro(t)+phydro,adj(t)

35、基于总负荷需求l(t)计算光伏电站需发电量：

36、ppv,need(t)＝l(t)-ptotal(t)

37、其中，ppv,need(t)表示光伏电站需发电量。

38、作为本专利技术所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法的一种优选方案，其中：所述控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量还包括，为优化光伏电站的需发电量计算，引入多个条件和约束进行综合分析，包括环境条件约束、负荷调整约束和光伏发电效率。

39、环境条件约束表示为：

40、

41、其中，fi(t)表示环境因素函数。

42、负荷调整约束考虑动态负荷变化对光伏发电量的需求，表示为：

43、

44、光伏发电效率考虑光伏组件的转换效率和衰减因素，表示为：

45、ηpv(t)＝η0e-κt

46、其中，η0表示初始效率，κ表示衰减系数。

47、将约束条件结果综合到光伏电站的需发电量计算中，得到最终的光伏电站发电量：

48、ppv(t)'＝(ppv,need(t)+e(t)+d(t))×ηpv(t)

49、其中，ppv(t)'表示当前时刻光伏电站最终需发电量。

50、作为本专利技术所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法的一种优选方案，其中：所述动态调整光伏电站和水电站发电量包括，在光伏优先模式下，计算光伏电站和水电站发电量与负荷需求之间的偏差，表示为：

51、δppv(t)＝ppv(t)-ppv,need(t)

52、δphydro(t)＝phy本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述识别调度中心发送的控制信息，得到控制模式包括，调度中心发送控制信息，包括光伏优先模式和水电优先模式；

3.如权利要求2所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述控制模式为光伏优先模式时，计算水电站需发电量包括，在光伏优先模式下，系统首先最大化利用光伏电站的发电量，同时为了确保电力系统的稳定运行，需计算出水电站的需发电量；

4.如权利要求3所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量包括，采集当前时刻水电站的实时发电数据Phydro(t)和电力系统的总负荷需求L(t)，基于流量、历史发电数据和天气预报的综合模型预测未来时刻的水电发电量，表示为：

5.如权利要求4所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量还包括，为优化光伏电站的需发电量计算，引入

6.如权利要求5所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述动态调整光伏电站和水电站发电量包括，在光伏优先模式下，计算光伏电站和水电站发电量与负荷需求之间的偏差，表示为：

7.如权利要求6所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述动态调整光伏电站和水电站发电量还包括，在水电优先模式下，计算水电站和光伏电站的发电量与负荷需求之间的偏差；为在满足所有水力、电力约束条件下，实现总电能最多的目标，使用多目标优化算法进行调整，目标函数表示为：

8.一种采用如权利要求1-7任一所述方法的一种基于水光互补协调控制的电力负荷分配系统，其特征在于：

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于，包括：

4.如权利要求3所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量包括，采集当前时刻水电站的实时发电数据phydro(t)和电力系统的总负荷需求l(t)，基于流量、历史发电数据和天气预报的综合模型预测未来时刻的水电发电量，表示为：

5.如权利要求4所述的基于水光互补协调控制的电力负荷分配方法，其特征在于：所述控制模式为水电优先模式时，计算光伏电站需发电量还包括，为优化光伏电站的需发电量计算，引入多个条...

【专利技术属性】
技术研发人员：高畅，单良，李金阳，程丹丹，周懿，王锐，徐鑫，王凯，汪谭萍，邱超，
申请(专利权)人：南京河海南自水电自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：

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