[發(fā)明專利]一種風(fēng)光水互補(bǔ)系統(tǒng)總效益的資源優(yōu)化調(diào)度方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110020218.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-07
• 公開（公告）號(hào): CN112801816B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃煒斌;賴春羊;馬光文;陳仕軍;曾宏;謝航;夏利名;劉佳豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q50/06
• 分類號(hào): G06Q50/06;G06Q10/0639;G06F30/20;G06F111/04;G06F113/06
• 代理公司: 成都東恒知盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 羅江

1.一種風(fēng)光水互補(bǔ)系統(tǒng)總效益的資源優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、建立互補(bǔ)系統(tǒng)綜合效益三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；所述三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)包括風(fēng)光效益、水電效益兩個(gè)一級(jí)指標(biāo)，所述風(fēng)光效益包括風(fēng)光資源效益一個(gè)二級(jí)指標(biāo)；所述水電效益包括水電資源效益、運(yùn)行效益、非常規(guī)運(yùn)行成本三個(gè)二級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)；

步驟二、建立互補(bǔ)系統(tǒng)總效益最優(yōu)模型；

步驟三、獲取計(jì)算時(shí)段風(fēng)光水基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進(jìn)行尋優(yōu)求解，得到最優(yōu)資源調(diào)度方案；

步驟一中，所述的風(fēng)光資源效益包括風(fēng)光上網(wǎng)效益、棄能損失；

所述風(fēng)光上網(wǎng)效益的計(jì)算方法為：

式中：I_c為風(fēng)光發(fā)電上網(wǎng)收益；T為計(jì)算總時(shí)段數(shù)；N_w,t、N_p,t為風(fēng)電、光電在t時(shí)段上網(wǎng)出力；Δt為計(jì)算時(shí)段長度；P_t^w、P_t^p為t時(shí)段風(fēng)電、光電電價(jià)；

所述棄能損失的計(jì)算方法為：

式中：S_c為風(fēng)光棄能損失；A_w,t、A_p,t為風(fēng)電、光電在t時(shí)段有效棄能功率；P_t^A,w、P_t^A,p為t時(shí)段風(fēng)電和光電棄能成本；M_w,t、M_p,t為時(shí)段t可用風(fēng)光功率；N_t為時(shí)段t的負(fù)荷功率；

步驟一中，所述水電資源效益包括水電上網(wǎng)效益、電量補(bǔ)償效益、機(jī)會(huì)成本；所述運(yùn)行效益包括尾水位效益、水輪機(jī)效率效益；所述非常規(guī)運(yùn)行成本包括啟停成本、小出力損耗、振動(dòng)區(qū)出力損耗；

所述水電上網(wǎng)效益的計(jì)算方法為：

式中：I_h,g為水電發(fā)電上網(wǎng)效益；N_h,t為t時(shí)段水電的出力；P_t^h為t時(shí)段水電電價(jià)；

所述電量補(bǔ)償效益的計(jì)算方法為：

式中：I_h,d為水電獲得的電量效益；A_h,t為水電在t時(shí)段的棄水出力；

所述機(jī)會(huì)成本的計(jì)算方法為：

式中：I_h為機(jī)會(huì)成本；P_t^A,h為t時(shí)段水電棄能成本；

所述尾水位效益的計(jì)算方法為：

式中：I_h,l為互補(bǔ)運(yùn)行的尾水位效益；k為水電機(jī)組出力系數(shù)；n為機(jī)組數(shù)；Q_i,t為機(jī)組i在t時(shí)段的發(fā)電引用流量；ΔZ_d,t為t時(shí)段水電尾水位效益水頭；為t時(shí)段水電站獨(dú)立運(yùn)行承擔(dān)相應(yīng)負(fù)荷時(shí)的尾水位；為t時(shí)段互補(bǔ)運(yùn)行下水電站的尾水位；

所述水輪機(jī)效率效益的計(jì)算方法為：

式中：I_h,e為互補(bǔ)運(yùn)行水電站的水輪機(jī)效率效益；Δη_i,t為機(jī)組i在t時(shí)段因互補(bǔ)運(yùn)行帶來的效益效率；H_t為t時(shí)段水電站的發(fā)電凈水頭；為機(jī)組i在t時(shí)段互補(bǔ)運(yùn)行承擔(dān)相應(yīng)負(fù)荷的機(jī)組效率；為機(jī)組i在t時(shí)段獨(dú)立運(yùn)行下的機(jī)組效率；

所述啟停成本的計(jì)算方法為：

式中：C_o為水電機(jī)組啟停成本；α_i,t為機(jī)組i在t時(shí)段的啟停次數(shù)；λ_i為機(jī)組i的單位裝機(jī)容量啟停成本；E_i為機(jī)組i的裝機(jī)容量；

步驟二中，所述的互補(bǔ)系統(tǒng)總效益最優(yōu)模型包括互補(bǔ)系統(tǒng)綜合效益最大目標(biāo)函數(shù)；

所述互補(bǔ)系統(tǒng)綜合效益最大目標(biāo)函數(shù)為：

I＝max(I_c+S_c+I_h,g+I_h,d+I_h+I_h,l+I_h,e+C_o)；

式中：I_c為風(fēng)光發(fā)電上網(wǎng)收益；S_c為風(fēng)光棄能損失；I_h,g為水電發(fā)電上網(wǎng)效益；I_h,d為水電獲得的電量效益；I_h為機(jī)會(huì)成本；I_h,l為互補(bǔ)運(yùn)行的尾水位效益；I_h,e為互補(bǔ)運(yùn)行水電站的水輪機(jī)效率效益；C_o為互補(bǔ)運(yùn)行下的水電機(jī)組啟停成本；

步驟二中，所述的互補(bǔ)系統(tǒng)總效益最優(yōu)模型還包括模型約束條件；所述模型約束條件包括電力約束、資源約束、水電約束、非負(fù)約束；

所述電力約束包括：

(1)電力平衡約束

N_t＝N_h,t+N_w,t+N_p,t；

(2)電量平衡約束

所述資源約束包括：

(1)風(fēng)光上網(wǎng)出力約束

(2)風(fēng)光棄能約束

0≤A_w,t+A_p,t≤M_w,t+M_p,t；

(3)棄水流量約束

0≤Q_a,t≤Q_in,t；

式中：Q_a,t、Q_in,t為時(shí)段t水庫棄水、入庫流量；

所述水電約束包括：

(1)水電出力約束

式中；分別為水電站最小、最大出力限制；

(2)水量平衡約束

(Q_in,t-Q_t-Q_a,t-Q_o,t)×ΔT＝ΔV_t；

式中：Q_t、Q_o,t分別為發(fā)電、其他用水流量；ΔT為時(shí)段長度；ΔV_t為時(shí)段t水庫庫容變化；

(3)水位約束

Z_min≤Z_t≤Z_max；

式中：Z_min、Z_max分別為水庫最低、最高限制水位；

(4)庫容約束

V_min＜V_t＜V_max；

式中：V_min、V_max分別為最小、最大限制庫容；

(5)振動(dòng)區(qū)約束

式中：分別為時(shí)段t水電站的振動(dòng)區(qū)j的上下限出力；

所述非負(fù)約束指上述約束中的變量均為非負(fù)值；

步驟三中，所述的進(jìn)行尋優(yōu)求解，得到最優(yōu)資源調(diào)度方案的具體步驟為：

S1：選定數(shù)據(jù)精度，確定時(shí)刻所有調(diào)度方案，計(jì)算風(fēng)光上網(wǎng)收益與棄能損失；

S2：確定時(shí)刻水電出力，判斷是否滿足最小出力約束，若不滿足則令水電停機(jī)出力為0，計(jì)算水電啟停成本，調(diào)整調(diào)度方案，僅由風(fēng)光承擔(dān)負(fù)荷并重新計(jì)算風(fēng)光上網(wǎng)收益與棄能損失；

S3：滿足最小出力約束判斷調(diào)度方案是否滿足約束條件，不滿足返回S1計(jì)算下一調(diào)度方案；

S4：試算水電運(yùn)行過程，計(jì)算發(fā)電效益、電量效益、機(jī)會(huì)成本、水電運(yùn)行效益，計(jì)算互補(bǔ)系統(tǒng)總效益；

S5：判斷是否完成所有調(diào)度方案計(jì)算，若沒有，則返回S1進(jìn)行下一調(diào)度方案計(jì)算；

S6：輸出互補(bǔ)系統(tǒng)總效益最大的資源調(diào)度方案為最優(yōu)調(diào)度方案。