[發明專利]一種水電機組中長期發電優化方法及系統

有效

• 申請號: 202110769508.8
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113361818B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 吳瓊;謝小軍;張瑞剛;楊博;郗航;劉增博;王淑娟;朱尤省;李茂林
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

本發明公開了一種水電機組中長期發電優化方法及系統，獲取水電站歷史數據；根據歷史數據擬合壩上水位?流量系數、壩下水位?流量系數和綜合效率系數并得到不含水庫水量的水電機組出力模型；采用聚類分段ARIMA方法根據歷史入庫流量數據預測下一年度入庫流量；將歷史入庫流量與歷史發電流量的差值疊加到下一年度入庫流量中得到預測發電流量；根據綜合效率、凈水頭和預測發電流量代入不含水庫水量的水電機組出力模型中計算得到水電機組中長期的預測出力，根據水電機組中長期預測出力對水電機組中長期發電進行優化；本發明方法通過得到的預測出力值結合相關更新策略可以對水電機組參與的多能互補場景可靠性進行規劃。

技術領域

本發明屬于電站規劃技術領域，具體涉及一種水電機組中長期發電優化方法及系統。

背景技術

水電站是利用前池水位(壩上水位)與尾水位(壩下水位)高度差產生勢能推動水輪機轉動，水輪機帶動發電機進行發電，完成從機械能到電能的轉化。水力發電具有良好的調節性能，作為可調節能源越來越多的參與到多能互補發電的應用領域。水電機組建模是多能互補聯合運行系統中重要的一個環節。已有文獻及專利中建立了詳細的短期調度水電機組模型，很少有文獻對水電機組中長期出力進行建模，個別文獻建立了長期調度問題中忽略機組水頭影響的恒定效率簡化水電機組模型，該簡化模型不夠準確，也難以考慮水庫自然來水的時序特性。

此外，現有的大部分水電機組模型中都引入了水庫水量這一變量，工程實際中水庫水量是難以可測量，實際工程中能夠獲取和容易測量的是水庫的水位數據和水頭數據。

現有水電機組短期調度模型中，并不符合生產實際，從水電站調研了解到，水電站中難以測量水庫水量這一數據，擬合系數在實際生產中難以獲得。因為水庫形狀一般是不規則的，有時候綿延數十平方公里，如此大的水庫蓄水量無法測量。為此，本發明實際工程需要為出發點，提出了考慮水庫水位變化且不含水庫水量變量的中長期水電機組調度模型。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種水電機組中長期發電優化方法及系統，通過建立符合電站特性的水電機組中長期模型得到預測出力值，結合相關更新策略對水電機組參與的多能互補場景可靠性進行規劃。

本發明采用以下技術方案：

一種水電機組中長期發電優化方法，包括以下步驟：

S1、獲取水電站全年發電流量、壩上水位、壩下水位、入庫流量、出庫流量和發電量歷史數據；

S2、根據步驟S1獲取的歷史數據擬合壩上水位-流量系數K₀、K₁、K₂、K₃、壩下水位-流量系數α₀、α₁、α₂和綜合效率系數ρ₀、ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄、ρ₅；

S3、根據步驟S2得到的壩上水位-流量系數K₀、K₁、K₂、K₃、壩下水位-流量系數α₀、α₁、α₂和綜合效率系數ρ₀、ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄、ρ₅得到不含水庫水量的水電機組出力模型；

S4、采用聚類分段ARIMA方法根據歷史入庫流量數據預測下一年度入庫流量根據歷史入庫流量與歷史發電流量的關系，在水庫容量固定的情況下，將歷史入庫流量與歷史發電流量的差值疊加到下一年度入庫流量中得到預測發電流量q_t；