[發明專利]水光蓄聯合發電的調度策略及其優化方法

有效

• 申請號: 202010458538.2
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111555355B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 王紅艷;秦宇;林平;周蒙恩;袁全
• 申請（專利權）人: 南京工程學院
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/46;H02S10/10
• 代理公司: 南京睿之博知識產權代理有限公司 32296
• 代理人: 楊雷

1.水光蓄聯合發電調度優化方法，其特征在于，包含以下步驟：

S1、采用以光伏功率區間上下限為輸出的雙輸出神經網絡模型來構建光伏功率預測區間，利用多目標啟發式算法來進行神經網絡的訓練，得到調度期間光伏輸出功率的預測區間；

S2、分別根據枯水期、豐水期兩種情況下的梯級水電站運行特點構建對應情況下的水光蓄聯合發電系統的目標函數，得到對應情況下聯合發電系統調度模型；

步驟S2中的梯級水電站在枯水期時，水光蓄聯合發電系統的目標函數為：

minF2＝max(P)-min(P)

其中，T為總調度時段數；m為梯級水電站包含的水電站數；Q_i,t為第i個水電站第t時段的下泄流量；Δt為時段步長；P為調度期內的負荷值減去水光蓄聯合發電系統出力值得到的剩余負荷值；F1為枯水期水光蓄聯合發電系統的水資源利用目標：梯級水電站的耗水量最少；F2為聯合發電系統的調峰目標：剩余負荷的極差最小；

步驟S2中的梯級水電站在豐水期時，水光蓄聯合發電系統的目標函數為：

minF1'＝[max(P)-min(P)]+[∑λ_t(P_H,max-P_H,t)]

F1’為豐水期水光蓄聯合發電系統的目標函數，前半部分為聯合發電系統的調峰目標：剩余負荷的極差；豐水期時小型梯級小水電站一般為滿發狀態，所以后半部分為梯級水電站為平復剩余負荷波動進行棄水調峰產生的懲罰項；其中，P為調度期內的負荷值減去水光蓄聯合發電系統出力值得到的剩余負荷值；P_H,t、P_H,max、λ_t分別為梯級水電站t時段的出力功率、額定裝機容量、t時段的棄水調峰懲罰系數；

S3、基于步驟S1、步驟S2獲得的光伏功率預測區間和對應情況下的目標函數，以光伏功率全消納為前提制定梯級水電站和抽水蓄能電站的出力調度優化方法；

在枯水期時，步驟S3所述的制定梯級水電站和抽水蓄能電站的出力調度優化方法為：

S311、排除抽水蓄能電站，將梯級水電站每個電站的發電流量為求解變量，采用NSGA2算法求解枯水期時水光蓄聯合發電系統的目標函數，得到關于F1和F2的pareto解；

S312、采用topsis綜合評價法，先將得到的pareto解歸一化后，找出解集中的正理想方案和負理想方案，分別計算其他解與正理想方案和負理想方案的距離作為評價優劣的依據，最后將既靠近正理想方案，又遠離負理想方案的解作為梯級水電站的最優出力方案；

S313、剩余負荷減去步驟S312中得到的梯級水電站出力后得到新的剩余負荷，以新的剩余負荷極差值最小為目標函數，采用量子粒子群算法以抽水蓄能電站出力為變量進行迭代求解；

在豐水期時，步驟S3所述的制定梯級水電站和抽水蓄能電站的出力調度優化方法為：

S321、將整個梯級水電站簡化為只計每個時段的出力功率：0≤P_H,t≤P_H,max；

S322、以抽水蓄能電站和梯級水電站的出力為求解變量，以豐水期時水光蓄聯合發電系統的目標函數作為適應度函數，采用量子粒子群算法進行迭代求解變量；

其中，P_H,t、P_H,max分別為整個梯級水電站t時段的出力功率、額定裝機容量；

制定抽水蓄能電站出力方案時，將1到T-1時段的出力作為求解自變量進行迭代求解，第T時段的出力作為因變量以庫容不變等式約束求得：

其中，η_p、η_g分別為抽水效率、發電效率；ΔE_t為抽水蓄能電站第t時段庫容能量變化量；

為保證求解的調度方案滿足庫容與抽水蓄能電站的出力約束，增加約束違法量ε_v：

其中，P_T，min、P_T,max、P_T分別為末時段抽水蓄能電站的最大抽水功率，最大發電功率和實際出力；在迭代求解抽水蓄能電站出力時先比較約束違法量ε_v，再比較目標函數。