[發明專利]一種富水電地區窩電分析及上網電量動態調整方法

有效

• 申請號: 201410720729.6
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104410109A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 李剛;陳孚;程春田;李秀峰;蔡華祥
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明涉及電網規劃和水庫調度運行領域，特別涉及一種富水電地區窩電分析及上網電量的動態調整方法。

技術背景

水電是重要的可再生能源，開發利用豐富的水力資源對提高清潔能源利用比重、改善能源結構、保證國家能源安全、滿足電力增長需求和減少溫室氣體排放、保護環境等方面具有重要意義。我國水電資源豐富，主要集中在西部地區，截至2010年底，中國西南地區水電建設建設規模約4500萬kW，占全國在建水電規模的85％左右。西南地區小水電可開發量為7952.9萬千瓦，占全國的62.1％，因其技術成熟、投資少、清潔可再生、可推動農村地方經濟等優點，每年以超過近300萬MW的速度進行投產，實現了超常規跨越式發展。然而，隨著國家、政府低碳經濟發展模式、產業機構調整和能源戰略發展規劃等的深入推行，西部地區用電負荷增速緩慢，電源增長與負荷增長將進一步失衡，大量上網電源無法就地消納，需通過大規模、遠距離外送進行消納。但國內電網網架建設之初未考慮到現階段的大量電源集中上網的情況，目前結構普遍比較薄弱，加之西部地區地形復雜、保護區眾多、生態脆弱，可供建設輸電線路的通道資源十分有限，并且汛期西南地區來水量大且集中，大規模小水電與大中型水電來水具有同步性。此時電源大量上網匯集，大規模小水電與大中型水電擠占數量有限的送出通道，導致部分薄弱斷面下上網電量超出其極限輸送能力，不能通過斷面安全校核，導致電網安全穩定運行受到威脅，產生嚴重的窩電、棄水現象。

本發明成果前瞻電網未來發展，目前國內相關研究成果和文獻報道大多針對梯級水電站的優化調度、大規模小水電的發電計劃制作，尚未見過大規模小水電與梯級水電站的聯合調度，尤其是考慮到電網網架限制導致窩電情況下的上網電量協調問題。本成果在我國富水電地區的水庫運行調度、電網運行管理中，具有重要的率先垂范意義。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于圖論的電網窩電分析方法和窩電斷面下上網電量動態調整方法，可對不同時間尺度的的電網運行方式進行窩電分析，找到電網外送電量薄弱環節，并調整受阻斷面下各電源上網電量，在保證電網安全穩定運行的前提下，合理調整各電源上網電量，均衡各發電企業效益。

本發明的技術方案為：本發明揭示了一種基于圖論的電網窩電分析方法和窩電斷面下上網電量動態調整方法，按照下述步驟(1)-(6)實現一次窩電分析與上網電量動態調整計算，見圖1：

(1)通過歷史運行資料建立一元線性回歸模型預測無徑流資料地區小水電發電能力；

(2)以總發電量最大為目標建立流域大中型水電群優化模型，并采用逐次逼近思想進行降維求解出大中型水電站出力；

(3)基于圖論的方法，將地區電網網架抽象成節點和線路各具屬性的有向圖，制作地區電網窩電分析模型；

(4)將地區小水電發電能力、大中型水電站出力當做初始上網電量，連同地區負荷預測值輸入窩電分析模型中；

(5)采用深度優先遍歷(DFS)算法遍歷解析窩電分析模型，標記線路等級，計算各輸電斷面下上網電量，并對各斷面進行安全校核，得出地區電網窩電信息；

(6)將存在窩電現象的斷面按電壓等級由低到高排序，采用“多級斷面趨近等比例受阻”的方法對斷面下上網電量進行調整，以滿足電網安全穩定運行的前提下，合理分配電網棄水電量，均衡發電企業效益。

本發明對比現有技術有如下有益效果：本發明一種基于圖論的窩電分析及上網電量動態調整方法，可圖形可視化電網網架拓撲結構，進行窩電分析快速、準確定位電網網架的薄弱環節，并對斷面下上網電量進行調整，在保障電網安全穩定運行的前提下，合理分配斷面下上網電量，均衡各發電企業效益。其技術方案為：基于圖論將電網網架圖抽象成為節點和線路各具屬性的有向圖，建立窩電分析模型，將初始上網電量、本地消納負荷等數據輸入模型，進行窩電分析，確定窩電受阻斷面；并采用“多級斷面趨近等比例受阻方法”對窩電斷面下上網電量進行調整。本發明的有益效果是前瞻電網未來發展，在保證電網安全穩定運行的前提下，合理調整各電源上網電量，均衡各發電企業效益。

附圖說明

圖1是窩電分析與上網電量調整整體流程。

圖2是窩電分析模型建立：電網網架圖抽象成為有向圖。

圖3是深度優先算法(DFS)遍歷解析窩電分析模型流程圖。

圖4是窩電分析模型解析結果。

圖5是“多級斷面趨近等受阻比例”方法上網電量調整流程圖。

圖6是某地區110kV及以上電網網架圖。

圖7是某地區窩電分析模型。