水火电联合调峰电力电量平衡优化模型

水火电联合调峰情况下,以弃水电量最小为原则的电力电量平衡计算未考虑火电站的经济运行方式,存在一定的不足。从电力系统经济运行角度出发,以火电站运行煤耗成本与水电站弃水电量机会损失成本之和为系统总成本,建立了总成本最小的电力电量平衡优化模型。模型求解方面,考虑到机组组合优化和经济负荷分配问题的求解难度,采用了双层嵌套寻优算法,外层采用枚举法进行机组组合遍历寻优,内层采用等微增率法进行煤耗最小寻优。以云南省滇中区域电网典型日平衡计算为例,分别按照总成本最小模型和弃水电量最小模型计算了水火电调峰运行过程。计算结果表明：前者虽然弃水电量机会损失大于后者,但火电煤耗成本远小于后者,系统总成本更小。     

风光接入下瀑布沟水电站短期调峰优化调度研究

针对水风光一体化清洁能源基地中,风光接入后水电站调峰运行遭遇挑战的问题,文章以瀑布沟水电站及周边风光电站为研究对象,探讨风光接入对于水电站运行情况及调峰能力的影响。建立以源荷匹配最优和弃电量最小为目标的短期调度模型,采用基于电网负荷原则的方法优化初始调度线生成并使用POA算法求解模型。结果表明,接入风光后,瀑布沟水电站午后水位升高;出力过程改变,午间电量存续至夜间发出;调峰能力随径流丰枯有不同程度的削弱。该研究给水电站在异质能源互补运行背景下的优化调度提供参考。     

水风光互补系统装机容量配置解析优化及敏感性分析

水风光装机容量优化配置对于提高能源利用效率具有重要意义,但传统的以系统净效益最大为目标的数值模拟方法难以刻画明晰互补系统净效益、装机容量、电价、成本等经济技术参数之间的定量关系。为此,本文提出装机容量配置的解析优化方法。首先构建风光弃电率函数,以精准模拟长时段风光弃电量;然后基于成本-效益模型解析最优装机函数,并采用数值模拟方法检验;最后,对最优装机函数泰勒展开,以评估容量配置中最优装机和互补系统净效益对各经济技术参数的敏感性。以雅砻江流域二滩水风光互补工程为实例,研究结果表明：提出的解析优化方法经检验可精确配置装机容量;最优装机和净效益最敏感的参数均为上网电价,最不敏感参数均为运行维护成本,系统净效益对上网电价敏感性为运行维护成本的4.44倍。研究可为流域水风光互补电站规划设计提供技术支持。     

弃水电量的成因分析计算法

针对水电站弃水形成的原因,分析了水电生产的各个环节对弃水电量的影响,提出了弃水电量的分类原则,针对水电站的不同调节能力制定了相应的弃水电量计算方法,计算实例结果表明该法能更客地观反映各类原因造成的弃水电量,避免将不可用来水计入弃水电量,合理评价计量有调节水电站多蓄水量相应的弃水电量。     

水电站弃水合理性分析

水电站和调度部门通常把避免或减少弃水视为提高水电站经济效益的重要指标,当水电站入库流量接近全厂机组额定流量时,通过降低运行水位,利用机组大流量下泄可以避免或减少弃水.但研究和实际运行情况表明,在某些条件下,合理弃水增发的电量多于避免或减少弃水增发的电量.文中通过理论分析和实例计算,对水电站弃水合理性进行了分析,给出了水电站减少弃水增发电量和合理弃水增发电量的判断条件,纠正了在大流量条件下减少弃水就能增发电量的错误观点,对提高水电站经济效益有重要意义.     

黄河干流水风光一体化能源综合开发研究

以黄河上中游干流已建、在建、规划的水电站及其周围的风光资源为对象,以水风光电出力特性及互补特性为基础,以风光电接入不增加水电站弃水并按照经济较优控制弃风、弃光率等为原则,开展黄河干流水风光一体化能源配置运行研究,结合互补运行特性、充分利用水电的调节能力、提高输电通道利用效率、统筹本地和外送消纳,在技术可行、经济合理的基础上构建了黄河干流水风光能源配置模型和经济分析模型,通过模型分析计算,提出经济合理的水风光电装机规模配比方案,及黄河干流2025年、2035年水风光一体化发展目标和布局。     

耦合出力破坏深度与弃电准则的梯级水风光互补调度规则研究

梯级水电调度规则是指导控制型水库发电蓄放水的重要依据。随机、波动、间歇性新能源的接入改变了梯级水电运行边界，增加了缺电、弃电风险，导致仅考虑径流季节性波动的调度规则不再适用。依托贵州某梯级水风光综合基地实际工程，剖析了导致缺电、弃电的因素，并从规则形式和模型构建角度给出解决方案。在标准调度规则的基础上，结合对冲规则、满蓄规则，并考虑输电通道容量限制与新能源消纳规则，提出梯级水风光六段式互补调度规则，以减少缺电、弃电;提出出力破坏深度指标度量缺电风险、提出弃电准则避免非必要弃电，并以规则参数为决策变量构建多目标参数模拟优化模型;采用目标优先级非支配排序遗传算法优化规则参数。设置多种新能源装机容量场景、输电通道容量场景和对比规则，从多角度验证本文方法的有效性。结果表明，本文方法能够显著降低梯级水风光综合基地缺电、弃电风险，提高发电量，其中出力破坏深度指标使缺电程度平均降低36.04%、弃电准则使弃电平均减少7.96%。最后，绘制更加简明、直观的梯级水风光互补调度图，以便于实际应用。     

浅析水电厂调峰弃水损失电量的计算方法

水电厂调峰弃水损失电量是衡量水电厂和电网水库调度工作的一个重要指标,本文分析了原国家电力公司颁布的水电厂调峰弃水损失电量计算方法,指出该方法中计算公式有不合理之处,提出了修改后的理论计算公式与实际应用时的水电厂调峰弃水损失电量计算公式。     

受输电通道容量约束的水电弃水研究

为了准确量化因输电通道容量不足造成的水电"窝电"电量大小,通过跟踪水电富集区电力生产及送出情况,在完善现有水电理论弃水电量计算方法的基础上,进一步提出了输电通道断面受阻弃水电量概念和计算方法,并就水电弃水电量在用电高峰、低谷时段的分布进行了探讨,最后以并入四川电网茂县输电通道的水电集群为例进行了验证。结果显示:该地区60%～70%的水电弃水发生在用电低谷时段,且受输电通道容量不足造成的受阻弃水电量占比仅为3. 4%,剩余96. 6%的弃水电量可以通过开辟用电增量、引导合理用电以降低负荷峰谷差等措施加以利用。     

雅砻江能源基地水风光互补短期调度运行模式对比研究

随着风电和光伏装机规模及其在电网中占比的双增长,电力系统安全经济运行对调峰资源需求更大,优化调度运行方式,挖掘现有调峰潜力资源是一条有效途径。本文以雅砻江下游流域水风光一体化多能互补示范基地为研究对象,剖析了能源基地现行分散式运行模式存在的问题,提出能源基地水风光多能源集总式调度运行模式。在此基础上,构建了考虑能源基地跨区域送电、多电网调峰的多能互补短期优化调度模型,并从水风光出力过程、新能源消纳量、梯级水电出力及弃、缺电情况等四个方面对比分析了两种运行模式差异。结果表明,集总式调度运行模式能够更充分发挥流域梯级水电站调峰能力,不仅能够提高新能源消纳量,同时能够在一定程度上保障水电发电量,并能够有效解决当前运行模式在同一时刻同时存在弃电和缺电现象,体现了区域间资源互补优势。     

引江济淮工程（河南段）多目标水量优化调度

引江济淮工程（河南段）涉及河道、闸泵、管道和调蓄水库,约束条件复杂,常规的优化调度算法难以搜索可行解,求解效率低。选用受水区缺水率平均值最小、泵站总抽水量最小和受水区缺水率标准差最小作为目标函数,从供水保障、供水成本和公平性角度构建多目标水量优化调度模型。基于可行搜索思路,结合逆序演算和顺序演算过程对约束条件进行处理,引入决策系数,通过映射关系使搜索空间保持在可行域中,结合多目标非支配排序遗传算法（non-dominated sorting genetic algorithms,NSGA-II）进行求解,得到Pareto最优解集,并采用熵权法进行方案优选。结果表明,基于可行搜索的NSGA-II算法能够有效求解复杂调度系统的多目标优化问题,综合考虑多个目标的最优方案相对单目标方案更加合理,结果可为引江济淮工程（河南段）运行管理提供决策支撑。     

基于NSGA-Ⅱ的水文模型参数多目标优化研究

为了对水文模型中难以直接测算的参数进行调试和优化,将带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）应用于水文模型（HYMOD）参数多目标优化计算中,得到最优解Pareto集合。通过多目标距离函数法从Pareto集中求出一组协调集。采用非支配解集覆盖度和非支配解的空间分布两个性能度量指标,对NSGA-Ⅱ算法与多目标粒子群算法（MOPSO）的优化结果进行比较分析。结果表明,NSGA-Ⅱ优化得到的非支配集比MOPSO算法得到的支配比例高;但前者的非支配解的空间分布较MOPSO算法相对均匀。     

基于市场竞价的梯级水电站群的实时优化运行研究

以对电力市场及水电交易结算方法的分析为基础,研究了梯级水电站竞价策略的流程,建立了市场出清价计算数学模型和优化思路,即提出了梯级水电站群“发电量最大优化模型-系统发电成本最小模型-电站群效益最大模型”的竞价优化运行模式。以云南省硕多岗河梯级水电站为例,对所建模型的可行性、有效性进行了论证。     

考虑风电机组旋转备用的风电场多目标优化

随着新型风电场的容量在并网系统中所占比例不断增加,对传统含风电场电力系统的经济调度问题提出了新的要求。传统的电力系统经济调度还应考虑到风电场功率波动对系统旋转备用和发电成本等方面的影响。因此,针对考虑风电机组旋转备用的风电场优化调度方法,并综合发电成本及购电费用目标,建立了含风电场的经济调度模型;釆用目标加权法和距离函数法相结合以将目标优化问题单一化以及利用实值编码遗传算法,来高效搜索优化方程最优解。仿真结果表明,所提出的方法是有效的。     

基于NSGA-Ⅱ算法最优组合的风电功率预测的研究

风电场的出力是一个受风速波动性和各种气象条件影响的复杂过程,风电功率预测的准确性可以大大提高电力系统调度运行的效率,维持发、输、用电之间功率的平衡。针对于此,对风电场进行功率预测时,建立了表征风电功率波动的平稳性指标,考虑到风电的波动性越小,预测精度就越高,引入了带精英策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),以此来求取各个风力发电机组的最优组合,使得组合后的风电出力更加平稳,波动更小,得到了一组pareto最优解集。然后对pareto解集中的所有组合的风力发电机组,利用BP神经网络进行功率预测,预测精度最高的解就是最优的组合。通过仿真验证,证明该方法的有效性和合理性。并将所得到的结果与经典的风电功率预测方法—小波预测和粒子群优化的BP神经网络(PSOBP)预测进行对比分析,证明了所提方法的优越性。     

风水互补发电系统优化设计初探

风水能资源的互补开发、综合利用是一种有效的可再生能源利用方式。对风水互补电站优化设计是建设风水互补电站的重中之重，从提高供电保证率和降低成本出发，对已建成的小水电站用风站来互补和待建的新风、水电站都进行了优化设计，并给出了计算实例，可供有风、水电站的地区参考。     

考虑抽蓄-风-光-火联合系统运行经济效益的日前优化调度研究

可再生能源大规模开发与利用将助力我国"碳达峰、碳中和"目标的实现。为应对未来大规模具有随机性、波动性和间歇性的可再生能源并网,在兼顾已有火电机组运行的基础上,需推进灵活性储能与可再生能源的联合运行,以实现可再生能源安全经济并网。构建了抽蓄-风-光-火联合运行系统日前优化调度模型,运用Yalmip优化工具箱进行求解,得到联合系统在多种工作场景下日前优化调度结果。结果表明,抽水蓄能可提高联合系统运行经济性,降低系统治理污染成本,减少系统CO₂排放量,提升火电出力稳定性;不同容量配比下的各场景经济性有所差异,联合系统经济效益与可再生能源渗透率呈现非线性相关关系。     

水沙优化调度在抽水蓄能电站的运用

以滦河干流上某抽水蓄能电站为例,采用多目标规划的思想方法对抽水蓄能电站泥沙问题进行研究,通过建立的水库水沙联调多目标规划模型,对抽水蓄能电站拦沙库的补水能力和泥沙淤积进行模拟计算,分析和比较不同调度方案下拦沙库的有效库容和防沙效果,选出水沙联合优化调度的实施方案,提出解决此类电站泥沙引起的库容损失应对措施,指导解决工程建设实际问题。     

基于降低风力机叶片损伤的风电场优化调度

叶片是风电机组的核心部件之一,占风机总成本的20%,是影响风电机组运行寿命的重要因素。通过对叶片在几种不同载荷工况下叶根材料破坏时循环次数的计算,再结合线性累积损伤理论,得到了不同工况下的叶片损伤量。在同时考虑了风电机组叶片损伤、启停次数以及功率控制要求的条件下,建立了风电场的多目标调度模型;并采用二进制遗传算法(BGA)对该模型予以优化,获得了风电机组启停组合和目标功率值。在此基础上,再结合实际算例来验证该算法,通过合理的机组调度,实现了在保证输出功率控制要求的同时,来优化风电机组的启停、改善风电机组的运行寿命以及减少风电场电力系统的运行成本。