跨省送电梯级水电站群调峰调度两阶段搜索方法

中国水电大规模跨省跨区输送为调控配置多个电网间优质资源以缓解日益严重的调峰压力提供了重要途径。该文以跨省送电梯级水电站群调峰问题为背景,提出一种两阶段搜索方法。第一阶段采用负荷重构策略将多个省级电网差异极大的负荷曲线重构为一条总负荷,在此基础上采用变尺度优化方法确定水电站出力过程,避免电网间负荷大小和高峰低谷等特性不同导致的出力搜索困难;第二阶段提出外点搜索方法优化电站出力在受端电网间的分配过程,采用逐次切负荷生成初始解,并将负荷高低作为启发信息,迭代修正各受端电网的高峰电力大小,以满足多个电网调峰要求。提出的方法通过华东电网新–富梯级和中国南方电网红水河干流梯级水电站群调度得到验证,2个实例的应用结果都满足多个省级电网调峰需求,较实际调度的调峰效果更为显著。     

考虑日前调峰分配和流量波动平抑的梯级水电双层优化调度

反调节水库平抑下泄水流波动,为上游水电站参与电网深度调峰提供支撑,有利于电网消纳高渗透率间歇性可再生能源,且上游电站增泄流量亦提高反调节水电站出力,实现多赢增效。建立了梯级水电上游调峰电站和下游反调节水库的协调调度模型,包含日前调度层和实时调度层。日前调度中优先安排上游电站调峰出力,应用滑动平均滤波方法平抑调峰非恒定流,以实现反调节水库在满足库水位、下游河道断面流量等约束下平稳泄流,并对滤波参数及日前调峰计划滚动调整以免约束破坏。实时调度侧重于跟踪并及时修正实时运行与日前计划的较大偏差,确保日前计划的顺利执行。最后以某梯级水电站为例,通过Matlab编程仿真表明:所提策略对指导调峰?反调节水库的联合运行具有较强实用性。     

芙蓉江流域角木塘、浩口水电经济运行研究

在中小水电运行过程中,经济运行包括水能损耗最小、联合优化调度、调峰弃水损失电量最小等。水电站能量在转化或转移的过程中,不可避免会产生能量损耗。能量转换的最大化,实质便是实现损耗的最小化。根据中小水电自身的特性,划分相对损耗大小的经济运行区间,将电站机组的负荷控制在经济运行区间运行,实现损耗优化运行;同时通过研究来水规律及汇流特性,根据API模型完善降雨径流预报方案,优化洪水预报调度。此外为最大限度实现中小梯级水电减弃增发,从泄洪优化、水位控制优化、区域电源结构、区域电网负荷特性方面统筹考虑,针对电网汛期迎峰度夏期间负荷大小灵活改变梯级电站调度策略,减少汛期调峰弃水损失电量。     

雅砻江–金沙江–长江梯级水电站群联合调度图研究

水库调度图是水库运行的重要指导工具,现有研究主要集中在单库调度图或单梯级联合调度图,针对多子梯级水电站群联合调度图研究较少。本文围绕雅砻江–金沙江–长江梯级水电站群联合调度问题,考虑以子梯级龙头电站作为各子梯级调控主导电站,结合二滩、溪洛渡、向家坝和三峡水电站单库调度图,以"龙头电站水位-梯级总出力"形式编制形成各子梯级初步调度图;在此基础上,结合水库蓄放水判别系数K值的梯级出力分配方式,提出基于联合调度图的梯级电站模拟调度规则,以子梯级和整个流域梯级水电系统多年平均发电量最大为目标,建立梯级水电站群联合调度图优化模型,采用自适应离散微分逐步优化算法进行模型求解,获得雅砻江-金沙江-长江梯级水电站群最优的联合调度图,并进行整个流域水电站群联合调度模拟。计算结果表明,该联合调度图可以在兼顾各子梯级保证出力的同时,有效增加整个流域水电系统的总发电效益。     

广西电网水调自动化系统实时调度探讨

针对广西电网统调水电厂缺乏调节能力的特点，对广西电网统调水电厂调度运行中存在的洪水发电受阻、负荷调整中梯级出力匹配和水电站弃水调峰等典型问题进行分析，提出结合水雨情变化、电网负荷以及其他相关因素进行实时调度，探讨水电实时调度在电网调度自动化系统中的运用方法，以达到尽可能充分利用水资源多发电的目的。     

考虑日调峰需求的梯级水电站汛前优化调度模型

针对梯级水电站汛前调度中电站机组检修和发电计划安排与电网调峰需求间的矛盾关系,构建了梯级水电站机组检修与发电计划的汛前联合随机优化模型。该模型以梯级水电发电效益期望值最大为目标,通过电网对梯级水电的汛前日调峰需求确保水电机组检修计划的合理安排,避免了水电集中检修导致的调峰能力不足。同时,模型通过改进的K-means聚类方法构建了汛前梯级电站多种典型来水场景以表征汛前来水的随机性,并通过对大型水库的汛前水位消落控制约束及中长期合约电量约束保证了梯级水电汛前发电计划的可行性及实用性。通过有效的线性化方法将所建模型转换为混合整数规划实现高效求解。以我国贵州省北盘江流域梯级4座水电站的实例应用表明,所提模型可在满足电网汛前调峰能力的前提下,保证大型电站水位的平稳消落,实现机组检修计划和发电计划的双重优化制作。     

考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法EI北大核心CSCD

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。     

考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。     

考虑外送输电容量限制的梯级水光互补日前鲁棒调峰调度方法

水光联合外送可促进新能源消纳,但光伏出力预测的不确定性会影响水光互补优化调度的经济性和安全性。提出一种考虑外送输电容量限制的梯级水光互补联合发电系统日前鲁棒调度方法。考虑光伏出力不确定性,构建水光互补联合发电系统的日前调峰鲁棒优化调度模型,该模型以最小化受端电网剩余负荷峰谷差为目标,计及梯级水电的上、下游水力耦合约束。采用高效线性化方法对梯级水电运行的非线性模型进行处理,并利用对偶方法实现鲁棒模型的确定性转化。算例仿真结果表明,利用所提方法制定的梯级水电发电计划能充分考虑光伏出力的不确定性,兼顾联合发电系统调峰效果和光伏消纳,实现梯级水电和光伏的互补运行。     

多电网调峰的水火核电力系统网间出力分配方法

在大电网平台下,利用优质电源对多个电网进行资源优化配置是缓解中国电网调峰压力的一种重要途径。由于单一电站甚至机组通常担负向多个省网送电任务,且受制于差异极大的不同省(市)级电网负荷、受电量等因素,给电站同时响应多电网负荷调节需求造成很大困难。以华东电网为背景,提出3种以调峰为控制目标的电站网间出力分配方法。前两种方法基于对电网余荷的全时段统一评价和峰谷分段评价策略,建立了不同的二次规划模型;方法三引入负荷相对排序策略,以各电网面临时段负荷在其负荷序列中的高低作为启发信息,进行出力分配。通过华东电网直调电站群模拟调度表明,3种方法都能切实解决电力系统网间出力分配问题,给出满意的多电网调峰结果。     

梯级水光互补系统最大化可消纳电量期望短期优化调度模型

充分发挥流域梯级水电的调节作用，实现梯级水光系统的互补联合发电是促进清洁能源消纳的重要途径。文中考虑光伏出力不确定性，以整体可消纳电量期望最大为目标，提出了梯级水光互补系统的短期优化调度模型。该模型以机组为最小调度单位，精细化建模了电站约束、机组约束以及电网约束，通过梯级负荷在电站和时段间的合理调配，挖掘梯级水电的电网供电支撑和光伏互补协调双重作用，提升互补系统整体消纳水平。模型求解方面，采用分段线性逼近、引入0-1整数变量、发电水头离散等线性化方法和建模技巧处理模型中的非线性约束，将原模型转换为混合整数线性规划问题，并在Java环境中采用CPLEX工具实现求解。最后，以参考中国西南地区某流域梯级的4个水电站15台机组以及2个光伏群构建的互补系统为例，验证了所提模型和求解方法的有效性。     

梯级水电站群多电网调峰调度及电力跨省区协调分配方法

针对特大型梯级水电站群短期调度需兼顾多个电网调峰的复杂应用需求,以溪洛渡、向家坝梯级水电站为研究对象,提出一种水电站群跨区多电网调峰调度和电力跨省区协调分配方法。从厂网协调的角度出发,以受端电网余荷均方差最小为目标,构建梯级水电站多电网调峰调度模型。在给定电网受电量、电站调峰容量及高压直流输电限额约束下,利用网间负荷互补特性,通过随机搜索算法对面临电网受电计划进行启发式搜索,并逐步迭代调整各电网受电计划,获得水电出力在各受端电网的最优分配方案。仿真结果表明,所提方法制定的溪—向梯级水电站出力网间分配计划能均衡响应各受端电网调峰需求,充分发挥梯级发电能力及调峰潜力,有效解决梯级水电站群多电网调峰调度问题。     

水电站群短期调峰优化模型目标函数比较研究

水电站群机组特有的快速启停和高速爬坡能力使其成为电力系统短期调度中优质的调峰电源,对平抑消除风、光等间歇性新能源并网给电力系统带来的负荷波动有着十分积极的作用。文章首先分析了水电参与电网调峰的机理及余荷波动性评价指标,选取水电短期调峰优化调度中常用的电网剩余负荷最大值最小、剩余负荷峰谷差最小、剩余负荷平均距最小、剩余负荷均方差最小为目标,考虑短期预报误差分别设置不同来水场景,建立了响应电网调峰需求的标准混合整数线性规划(mixed integer linear programming,MILP)模型或二次规划(quadratic programming,QP)模型。采用商业优化软件Gurobi对所建模型进行求解,引入基尼系数和变异系数及余荷虚拟火电总费用评价不同目标函数的调峰效果优劣以期获取较优的梯级电站发电计划。北盘江梯级4座电站的实例应用表明,来水较小时余荷峰谷差最小效果最好,随着来水的增加,余荷均方差最小调峰效果逐渐变优。上述两目标可得到更平稳余荷并减小火电耗煤,可在梯级电站计划编制中根据预报来水情况优先考虑。     

响应电网负荷需求的梯级水电站短期调峰调度

电网调峰需求日益迫切,如何利用高效清洁的水电能源调节电网峰谷差异成为缓解电网调峰压力的关键问题之一。本文以电网剩余负荷均方差最小为目标建立梯级水电站短期调峰模型,并提出一种逐步粒子群优化混合算法,外层利用逐步优化算法压缩解空间降维,内层采用粒子群算法随机连续搜索;同时提出动态约束廊道方法处理模型复杂约束,自适应更新可行域范围。将所提方法运用于华中电网直调沅水梯级电站短期调峰优化运行中,实例计算表明,所提建模思路调峰效果明显,电网余荷均方差降幅达93.6%,经削峰后的负荷曲线趋于平稳,可为梯级电站短期调峰提供求解思路。     

电网峰谷出力比约束下的梯级水电站短期优化调度模型研究

研究在电网对水电站各时段出力要求情况下的梯级水电站短期优化调度问题,建立了优化运行模型,并用逐步优化算法求解.结合实际算例,通过对比在单一电价及在分时电价和峰谷出力比约束情况下的梯级水电站各个时段的发电量和收入,认为此模型使得梯级电站更加可靠,符合电厂和电网双方的利益,表明了模型的合理性、可行性及实用性.     

镇江电网侧电池储能电站辅助系统调峰的应用

镇江电网侧电池储能电站自投运以来,为电网提供调峰、调频、备用、事故应急响应等多种服务。针对镇江电网侧储能电站辅助系统调峰应用,分别对日前调度计划控制、时段电量控制和储能电站群分配策略优化进行分析。镇江电网侧储能电站的实际运行情况表明,储能电站可优化镇江电网潮流分布,改善电网尖峰负荷特性,有效提高镇江东部电网的供电能力,可为国内快速增长的储能电站建设运行与发展提供经验借鉴和参考。     

基于C藤Copula理论的水风互补系统调峰方法

水电与风电是我国装机规模最大的两类清洁能源,准确描述风电出力场景是实施水风互补以解决间歇性新能源发电大规模消纳难题的重要途径。依托云南电网实际工程,提出基于C藤Copula理论的水风互补系统调峰方法。耦合风速等气象信息聚类风电出力样本,建立Copula联合分布以描述同地区风电场间的出力空间相关性,引入C藤Copula条件树确定不同地区的风电出力主导电站,将多维联合Copula函数等效描述为系列二维Copula函数,实现多电站高维联合分布的降维求解,并耦合风电出力场景构建了水风互补随机调峰模型。通过13座水电站与21座风电场构成的互补系统验证分析,所提方法可减少余荷峰谷差约67%;与确定性模型相比,在风电出力波动大的典型日调峰效果和运行可靠性更好,呈现出良好的实用性。     

跨省互联水电站群长期多目标联合优化调度

西南特高压直流水电与受端电网梯级水电构成了非常复杂的跨省互联水电系统,面临新的复杂协调优化问题。为此,以溪—浙直流水电输送工程为背景,提出一种跨省互联水电站群多目标联合优化调度方法。该方法建立了发电量最大和枯期典型日峰谷差率最小的多目标优化模型,并引入目标转换策略将原问题分解为多个不同峰谷差率约束的子问题;在求解过程中,根据流域间水文特性和调节性能差异实现电站分组和汛枯期分阶段协调优化,提出基于负荷重构的直流约束处理策略,并与逐步优化、动态规划逐次逼近混合搜索算法相结合,实现模型高效求解。仿真调度实例表明,所提方法可充分利用送受两端水文和发电特性差异,有效满足电网长期电量和短期调峰需求。     

水电—风电系统日间联合调峰运行策略

为充分利用水电的储能能力以平抑风电出力在负荷高峰时段的日间波动性,提出了在冬季枯水期水电—风电系统日间联合调峰运行策略。该策略以月度为决策周期、以周为时间间隔进行滚动决策,在充分考虑风电不确定性风险、调度人员风险态度、新运行信息的基础上,确定水电—风电联合系统在负荷曲线上的运行位置及有效调峰容量,从而为调度决策提供参考...     

黄河龙羊峡上游水电站群输电规划研究

黄河龙羊峡以上干流水力资源集中于鄂陵湖出口—羊曲河段,十分丰富。龙羊峡上游开发方案共拟定14个梯级,总装机容量约8 025.5 MW。主要研究了宁木特、玛尔挡、尔多、茨哈峡、班多和羊曲6个梯级电站总装机容量6 580 MW水电站群的输电方案。结果表明：茨哈峡、班多和羊曲电站电力规划供应青海电网;宁木特、玛尔挡和尔多电站,将在满足青海电网负荷需求的前提下,与其他电站协调参与青海水电外送为西北和外区电网调峰。龙羊峡上游流域梯级水电开发在西北电网西电东送和能源资源优化配置中将发挥重要的作用。