一种基于时间尺度的水光互补优化调度方法与流程

本发明属于电力系统优化运行研究，具体涉及一种基于时间尺度的水光互补优化调度方法。

背景技术：

1、随着能源结构的转型，光伏发电得到了大力发展，结合水力发电具有出力易于调节的优点，通过构建水光互补系统，可以提高光伏发电量的消纳，减少弃光量，实现水光互补系统外送电量最大化。在使用无时间因素的水光互补策略过程中，多采用一年中的水电光伏发电均值计算。但由于光伏出力具有即时性且在日尺度内波动性大的原因，造成一定的弃光量；而在中长期调度过程中，由于数值庞大则难以快速寻找可行解，进而造成使用当前无时间因素的水光互补优化策略效率低。

技术实现思路

1、 为了解决现有技术中无时间因素的水光互补优化策略效率低的技术问题，本发明提供一种基于时间尺度的水光互补优化调度策略。

2、第一方面

3、本发明提供一种基于时间尺度的水光互补优化调度方法，包括：

4、s101：获取调度的时间尺度，所述时间尺度包括年尺度，月尺度以及日尺度；

5、s102：将所述时间尺度和目标参数输入水光互补发电系统的调度模型中，所述目标参数与所述时间尺度相关，所述水光互补发电系统包括水电系统和光伏发电系统；

6、s103：输出水光互补优化调度方式，以使光伏消纳率增大，水电电量损失减小。

7、可选地，所述水电系统为梯级水电站，所述梯级水电站包括至少两个水位不同的水电站。

8、可选地，所述s102具体包括：

9、s1021：根据所述时间尺度和所述目标参数，建立所述水光互补优化调度的目标函数；

10、s1022：建立所述水光互补优化调度的约束条件。

11、可选地，在所述时间尺度为年尺度的情况下，所述目标参数包括目标月内每日同时段的光伏出力平均值，所述水光互补发电系统的水电出力能力以及输电通道最大容量。

12、可选地，所述目标函数采用公式：

13、；

14、其中，w为年水光合计发电量，单位为kw·h；为第x个电站在第n月内水光互补后的月均水电出力，单位为kw；为第n月内光伏消纳电量，单位为kw·h；为第n月内各天第t时段的平均光伏出力，单位为kw·h；为第n月d天内第t时段的光伏出力，单位为kw；为输电通道容量，单位为kw；n为年内的月数，n=12；为计算步长，=1，单位为h；x为梯级电站的电站数量；为每月天数，单位为d。

15、可选地，在所述时间尺度为月尺度的情况下，所述目标参数包括目标月的光伏出力能力，光伏消纳电量，水电出力能力。

16、可选地，所述目标函数采用公式：

17、；

18、；

19、其中，为光伏消纳率目标，单位为%；为第n月d天内光伏消纳电量，单位为kw·h；为第n月d天内光伏发电总量，且，单位为kw·h；为第x个电站在第n月d天内水光互补后的日均水电出力，单位为kw；为水电电量损失目标，单位为kw·h；是以全年水电发电总量最大为目标时，第x个电站在第n月d天内最佳日均出力，单位为kw。

20、可选地，所述s1022具体包括：

21、s10221：梯级水电站水量平衡约束条件：；其中，，分别为第x个水电站第t时段初、末水库蓄水量，单位为m3；为第x个水电站第t时段入库流量，单位为m3/s；为第x个水电站t时段的下泄流量，单位为m3/s；为第x个水电站第t时段的发电流量，单位为m3/s；为第x个水电站第t时段弃水流量，m3/s；

22、s10222：上下游水力约束条件：；其中，为第x-1个水电站（第x个水电站的上游电站）的下泄流量，单位为m3/s；为第x-1个电站到第x个电站的区间流量，单位为m3/s；

23、s10223：水位约束条件：；其中，为第x个水电站t时段允许最低运行水位，单位为m；为第x个水电站t时段允许最高运行水位；

24、s10224：发电流量约束条件：；其中，为第x个水电站在t时段最小允许引水流量，单位为m3/s；为第x个水电站在t时段最大允许引水流量，单位为m3/s；第x个水电站在t时段水库的最小生态流量，单位为m3/s；为第x个水电站在t时段水轮机组要求的最小引水流量，单位为m3/s；

25、s10225：电站处理约束条件：；其中，为第x个水电站在t时段发电机组被允许的最小出力，单位为kw；为第x个水电站在t时段发电机组被允许的最大出力，单位为kw；为第x个水电站在t时段发电水头。

26、可选地，在所述时间尺度为日尺度的情况下，所述目标参数包括根据各月的始末水位，将各水电站与光伏发电站两两组合后的剩余负荷能力，水电出力能力以及光伏出力能力。

27、可选地，所述目标函数采用公式：

28、 ；

29、其中，t为调度时段数；x和s分别为水电站数量和光伏发电站数量；为t时段系统负荷，单位为kw；为t时段剩余负荷，单位为kw；为水电站x在t时段的出力，单位为kw；为光伏发电站s在t时段的出力，单位为kw。

30、与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

31、在本发明中，在较长的时间尺度中考虑光伏出力逐时变化波动性，使需要调节的光伏电量和可调节的水电电量的大小来衡量逐月逐日的光伏消纳程度，从而在不增加水库弃水的前提下，以提升消纳光伏能力和减小水电电量受损能力为目标进行水电站发电调度；对于较短的时间尺度中，例如具有一些具有日调节和季调节能力的水电站，将不同类型的水电站与光伏发电站的互补，从而提升水光互补的优化策略效率。

技术特征：

1.一种基于时间尺度的水光互补优化调度方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，所述水电系统为梯级水电站，所述梯级水电站包括至少两个水位不同的水电站。

3.根据权利要求2所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，所述s102具体包括：

4.根据权利要求3所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，在所述时间尺度为年尺度的情况下，所述目标参数包括目标月内每日同时段的光伏出力平均值，所述水光互补发电系统的水电出力能力以及输电通道最大容量。

5.根据权利要求4所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，所述目标函数采用公式：

6.根据权利要求3所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，在所述时间尺度为月尺度的情况下，所述目标参数包括目标月的光伏出力能力，光伏消纳电量，水电出力能力。

7.根据权利要求6所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，所述目标函数采用公式：

8.根据权利要求4至7中任一项所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，所述s1022具体包括：

9.根据权利要求3所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，在所述时间尺度为日尺度的情况下，所述目标参数包括根据各月的始末水位，将各水电站与光伏发电站两两组合后的剩余负荷能力，水电出力能力以及光伏出力能力。

10.根据权利要求9所述的水光互补优化调度方法，其特征在于，所述目标函数采用公式：

技术总结
本发明公开了一种基于时间尺度的水光互补优化调度方法，属于电力系统优化运行研究技术领域，方法包括：S101：获取调度的时间尺度，所述时间尺度包括年尺度，月尺度以及日尺度；S102：将所述时间尺度和目标参数输入水光互补发电系统的调度模型中，所述目标参数与所述时间尺度相关，所述水光互补发电系统包括水电系统和光伏发电系统；S103：输出水光互补优化调度方式，以使光伏消纳率增大，水电电量损失减小。本发明可以解决现有技术中无时间因素的水光互补优化策略效率低的技术问题。

技术研发人员：李泽宏,肖鹏,宋万礼,醋院科,姚本培,刘军,杨秀江,吴显顺,王博,冯忠华,王杨琛,张世环
受保护的技术使用者：贵州北盘江电力股份有限公司光照分公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16