[發(fā)明專利]流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)短期協(xié)調(diào)優(yōu)化方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210239376.2
• 申請(qǐng)日: 2022-03-11
• 公開（公告）號(hào): CN114595893A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余銳;胡偉;張宇棟;張?chǎng)?/a>;湯凡;孫云超;劉佳鈺;龔正宇;賴民昊;張馨月;尚康良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國家電網(wǎng)公司西南分部;清華大學(xué)
• 主分類號(hào): G06Q10/04
• 分類號(hào): G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃德海

本申請(qǐng)公開一種流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)短期協(xié)調(diào)優(yōu)化方法及裝置，其中，方法包括：確定風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)短期協(xié)調(diào)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)，包括梯級(jí)水電和可再生能源兩大方面的優(yōu)化目標(biāo)；考慮梯級(jí)水電站間的水力聯(lián)系和電力聯(lián)系，確定風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)約束條件，構(gòu)建風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)短期協(xié)調(diào)優(yōu)化模型；利用線性化策略將前兩步得到的短期協(xié)調(diào)優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化為MILP問題；考慮風(fēng)光不確定因素進(jìn)行風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)MILP問題的求解。從而提升流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行水平。由此，解決了利用可調(diào)節(jié)的水電與風(fēng)光等不確定性資源形成互補(bǔ)以共同滿足電力外送需求，提升流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率等問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及電力系統(tǒng)多能互補(bǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電 系統(tǒng)短期協(xié)調(diào)優(yōu)化方法及裝置。

背景技術(shù)

風(fēng)能、太陽能和水能間有著天然的互補(bǔ)性，但現(xiàn)有水電站的發(fā)電計(jì)劃制定中并沒有充 分考慮到大量風(fēng)光接入帶來的影響。水電機(jī)組有著明顯強(qiáng)于火電機(jī)組的爬坡速率，是一種 應(yīng)對(duì)隨機(jī)性和波動(dòng)性較大的風(fēng)電和光電的理想電源。我國西南地區(qū)有著豐富的水資源和大 規(guī)模的流域梯級(jí)水電站，大容量水庫也具備強(qiáng)大的調(diào)節(jié)和蓄水能力，通過充分發(fā)揮梯級(jí)水 庫的容量效益，可以對(duì)天然來水量在不同時(shí)間尺度上進(jìn)行合適的分配。

相關(guān)技術(shù)中，未能充分考慮到大量風(fēng)光接入帶來的影響，無法利用可調(diào)節(jié)的水電與風(fēng) 光等不確定性資源形成互補(bǔ)以共同滿足電力外送需求，導(dǎo)致流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的整 體運(yùn)行效率低下，亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)短期協(xié)調(diào)優(yōu)化方法及裝置，以解決利用可調(diào) 節(jié)的水電與風(fēng)光等不確定性資源形成互補(bǔ)以共同滿足電力外送需求，提升流域風(fēng)光水互補(bǔ) 發(fā)電系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率等問題。

本申請(qǐng)第一方面實(shí)施例提供一種流域風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)短期協(xié)調(diào)優(yōu)化方法，包括以 下步驟：確定風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的短期協(xié)調(diào)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)；基于梯級(jí)水電站間的水力聯(lián) 系和電力聯(lián)系，確定所述風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的至少一個(gè)約束條件，構(gòu)建所述風(fēng)光水互補(bǔ) 發(fā)電系統(tǒng)的短期協(xié)調(diào)優(yōu)化模型；利用預(yù)設(shè)的線性化策略將所述短期協(xié)調(diào)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)和所 述短期協(xié)調(diào)優(yōu)化模型生成所述風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的MILP(Mix Integer LinearProgramming，混合整數(shù)線性規(guī)劃)問題；以及基于風(fēng)光不確定因素，求解所述風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的MILP問題。

可選地，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述短期協(xié)調(diào)運(yùn)行目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為：

minF＝f₁+ξf₂，

其中，f₁和f₂分別為所述梯級(jí)水電站的運(yùn)行成本和棄風(fēng)和棄光導(dǎo)致的可再生能源限電 量；ξ為平衡梯級(jí)水電和可再生能源的優(yōu)化目標(biāo)的權(quán)重系數(shù)。

可選地，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述至少一個(gè)約束條件包括水電機(jī)組動(dòng)力特性約 束、水電機(jī)組出力約束、水電機(jī)組凈水頭約束、水電機(jī)組發(fā)電流量約束、水電機(jī)組振動(dòng)區(qū) 約束、水電機(jī)組運(yùn)行時(shí)間約束、水庫壩前水位約束、水庫容量約束、水庫棄水量約束、梯級(jí)水量平衡、風(fēng)電場(chǎng)出力約束、光伏電站出力約束、功率平衡約束和備用容量約束中的至少一項(xiàng)。

可選地，在本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例中，所述利用預(yù)設(shè)的線性化策略將所述短期協(xié)調(diào)運(yùn)行 目標(biāo)函數(shù)和所述短期協(xié)調(diào)優(yōu)化模型生成所述風(fēng)光水互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的MILP問題，包括：對(duì) 水電機(jī)組動(dòng)力特性約束進(jìn)行線性松弛處理，得到線性不等式約束；對(duì)所述水電機(jī)組的發(fā)電 水頭進(jìn)行線性化處理，得到對(duì)應(yīng)分段的庫容和下泄流量的值；對(duì)所述水電機(jī)組的振動(dòng)區(qū)進(jìn) 行線性化表達(dá)，得到線性化表達(dá)式。