水电站保证出力复核计算方法的改进

水电站保证出力是水利发电一个十分重要的运行参数。在水电站运行多年后,需要对水电站的保证出力进行复核,以便更好地指导水电站的运行。复核计算保证出力的方法包括等流量法和等出力法,等流量法适合日调节水电站;等出力法适合于年调节及多年调节水电站。基于等出力法的不足,将二分法的思想应用于等出力法计算保证出力的过程中并对其进行改进,将改进后的计算方法应用于实例计算分析,结果表明二分法和等出力法相结合的计算方法能有效地求解水电站的保证出力。     

电网水电站水库群跨流域补偿调度方法

文中考虑了水能利用最大化、水电站群保证出力以及电网水电负荷空间等应用需求,建立了电网水电站水库群跨流域补偿调度模型,并给出了数学模型求解方法,最后结合广西电网开展模型应用实例分析,表明该模型对于水库群年计划的制定具有一定的指导作用。     

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.     

风电场GM-WEIBULL风速分布组合模型出力预测

针对风电出力的随机性及间歇性,采用灰色理论建立灰色预测-威布尔风速分布组合模型,并对威布尔风速分布参数进行了求解,根据实际地形下风电场风速数据准确预测了风电场的风速分布及有效风电出力密度,进而求得了风电场风机出力功率及发电量等重要数据.     

基于等流量法缩减空间策略的水电站调度方法

采用合理的调度方法可有效提高水电站发电效益。模拟方法容易获取可行解,但不能提供最优解;优化方法能够求得最优解,但往往因搜索空间过大而求解不理想。本文考虑两者特点,提出基于等流量法缩减空间策略的水电站调度方法,即利用等流量法模拟调度过程,缩减搜索空间,在缩减空间内利用优化方法求解模型。实例研究表明：该方法适合群智能算法求解水电站调度模型;在相同群智能算法和水电站调度模型下,缩减搜索空间后,多年平均发电量、保证出力提升显著,多年平均弃水量明显减少。此外,群智能算法在缩减空间内的收敛速度更快,标准差更小。因此,该方法能够有效提高群智能算法求解的优化程度、收敛速度和稳定性,可为水电站调度提供重要参考。     

计及电动汽车的风水火电力系统联合优化调度

充分考虑了电动汽车充电的不确定性,以实测数据为基础,通过充电起始时间和持续时间,得到电动汽车充电概率的时间分布。针对风电出力和负荷预测的波动性等特点,将风电出力和负荷预测的不确定性表示为一个具有零均值、呈正态分布的预测误差。由此构建了风水火电力系统联合调度模型,调度模型以系统成本最小为目标函数,包含了火电机组煤耗成本、水电站管理成本以及风电场管理成本和预测误差成本,最后采用布谷鸟搜索算法对其进行求解。仿真结果表明,水电站能够在电力系统中发挥较好的调节作用,弥补风电出力的随机波动和电动汽车的无序充电,减少火电机组出力的频繁变化,降低系统备用容量,增加电力系统的安全性、稳定性和供电可靠性。     

考虑风电接入的电力系统鲁棒经济优化调度

鉴于风力发电具有很强的随机性和波动性,含风电调度系统中,应用传统预测区间来描述其不确定性的方法存在缺陷。针对该问题,通过引入弃风限制对风电场的风电出力预测区间进行优化,得到能够保证调度系统安全运行的风电安全出力区间;在此基础上,建立双层鲁棒区间优化调度模型,使得常规机组的运行成本和风电场的弃风成本最小,并分析了系统爬坡备用对风电安全出力区间的影响。由于考虑了常规机组的阀点效应,模型呈现非线性特点,采用改进的教与学优化算法和线性规划法相结合的求解方法对模型进行求解。最后,采用改进的10机系统验证了所提模型以及求解方法的有效性和优越性。     

华中华南联网水电站群补偿调节优化算法研究

应用系统工程和近代控制理论最优化方法,以保证出力最大和电量最大为优化目标,得出双目标分级优化教学模型,采用逐级优化算法求解,制订了华中与华南联网后三峡电站与其它水电站群补偿调节优化方案,计算结果表明效益显著。     

丽水电网小水电站群出力预测方法

针对丽水电网水电站群提出了基本链表的水电站群拓扑关系描述方法,建立了基于水电站群发电量最大模型的出力预测方法,给出了电网小水电站出力预测决策支持系统功能结构,对电网小水电站出力预测具有一定的指导意义。     

应用于风电场出力平滑的多尺度多指标储能配置

风电场出力具有较强的波动性与不确定性,往往需配置储能以平滑其出力波动、满足风电并网导则要求。针对这一问题,提出了应用于风电场出力平滑的多尺度多指标储能配置模型。首先提出分段线性化的风电出力波动越限惩罚评价方法,并基于此构建了以考虑越限惩罚、储能成本以及限电损失的总运行成本最小为目标的多指标储能配置模型。该模型同时兼顾风电并网1 min与10 min的多时间尺度波动越限要求。为精确求解该模型,采用大M法将原有非线性模型转换成混合整数线性规划模型,通过调用Gurobi求解器求解。最后,基于一周的实际风电场数据,仿真验证了所提方法的有效性。     

基于运行数据的水电站MILP模型最优代表水头选择取方法

针对采用设计水头的水电站混合整数线性规划（mixed integer linear programming, MILP）调度模型计算的出库流量与实际出库流量偏差较大的问题,提出了基于运行数据的水电站MILP模型最优代表水头选取方法。首先基于运行数据,采用MILP模型拟合出使模型计算出库流量过程与水电站实际出库流量过程偏差最小的代表水头,然后在实际调度中,以日平均入库流量和日平均出力作为该代表水头特征向量,根据预测入库流量和日计划电量即可选取最优代表水头。计算实例表明,相比于传统固定水头,该方法能够更好的反应水电站实际的出库过程,有利于提高电网制定调度计划中梯级水电站上下游水量匹配精度。     

复杂约束下梯级水电站短期厂网协调多目标MILP模型

随着电力系统负荷的增长及峰谷差的加大,电力消费结构不断优化.电网侧期望水电利用灵活启停特性充分参与电网调峰,以减小系统的峰谷差.电厂侧则在调度过程中追求梯级电量最大,以实现效益最大化.为协调厂网两侧对梯级出力过程的矛盾需求,同时满足厂网两侧复杂的约束条件,以梯级水电站的机组为调度单元,选取梯级发电量最大和电网剩余负荷峰谷差最小为目标函数.充分考虑电网侧联络线约束及电站侧尾水顶托、限制出力曲线、不规则振动区等与水头相关的复杂约束并线性化处理,构建了复杂约束条件下厂网协调多目标短期混合整数线性规划模型,对多目标函数进行归一化处理并采用权重法转化为单目标函数,利用Gurobi商业求解器进行模型求解.中国红水河梯级水电站的实际应用表明所提模型可获得兼顾厂网两侧目标期望的梯级发电计划.     

考虑风电置信区间的水风火短期优化调度方法

风电出力的不确定性影响电网的稳定运行,大规模风电并网后“弃风”问题突出。为了充分考虑风电出力的不确定性,本文提出基于风电置信区间的风-水-火短期联合调度运行方法。利用梯级水电站启停灵活、爬坡速度快等优点平抑风电出力波动,构建了发电成本最小与清洁能源消纳最大的多目标优化调度模型。基于分层求解思想,将模型分为风电运行层、水电调度层与火电调度层,并提出了集成非参数法、启发式算法与改进的粒子群算法的总体求解框架,实现了模型的快速求解。某区域电网短期调度模拟运行结果表明,所提方法求解速度快,仅需83.5 s,在满足电力系统安全稳定运行约束与清洁能源消纳最大的前提下,水电、风电多发45.56万kWh,煤耗成本减少23.33万元。     

电力市场中的水火电优化调度模型及其应用

分析了水电站如何根据市场需求、价格情况、生产成本函数及利润函数确定其最佳放水率的问题,然后根据水、火电的不同特点并综合考虑电力市场环境下水、火电收益函数和用户需求,以水力、火力发电资源在最经济利用的条件下满足顾客需求为目标建立了水火电优化调度模型,并推导出水火电联合系统最佳经济调度的必要条件,由此求出了一天中各时段的各水电厂最佳放水率(或最佳出力)和各火电厂最佳出力。最后举例说明了该模型在电力市场环境下的水火电优化调度中的应用,并证明了在该环境下通过水火电优化调度实现水电、火电和电网三方“共赢”的可行性。     

水电站变出力系数的神经网络估计方法

围绕如何提高水电站中长期发电调度出力系数估计和出力过程计算精度的问题,引入神经网络数据挖掘技术,综合考虑水电站水头、发电流量等水电站关键状态信息对综合出力系数K的影响,建立了以水头、发电流量和入库流量为备选输入、以综合出力系数K为输出的三种神经网络模型,进而提出了三种水电站发电调度出力计算变K值的神经网络估计方法。结合三峡水电站多年实际运行资料,将本文提出的变K值估计方法与多种传统K值确定方法进行了综合对比。结果表明,本文提出的变K值估计模型或方法具有更高的K值估计、出力和发电量计算精度,为实现水电站中长期发电调度精细化出力计算提供了新途径,具有显著的工程应用价值。     

考虑水光协调性与经济性的水电站优化调度

为降低光伏出力波动性、提高水光互补综合系统的电量效益,本文以西藏装机容量最大的藏木水电站与其拟规划的光伏电站为例,选择晴天、阴天和雨天三种典型日,以系统总出力波动平均值表征水光互补综合系统协调性,以水光综合出力电量效益、水电旋转备用补偿效益之和表征系统经济性,建立考虑水光协调性与经济性的水电站机组尺度优化调度模型,在枯水期典型日下,揭示系统协调性与经济性转换关系,分析水电、光伏发电日内运行规律。结果表明：水光互补综合系统协调性与经济性呈现明显的竞争关系,晴天、阴天和雨天三种典型日系统总出力波动平均值由3.5 MW降低至2.5 MW,相应经济效益分别减少0.62%、0.38%、0.22%。研究结果对提升水光互补系统协调性与经济性具有实际指导意义。     

基于马尔可夫链的光伏发电系统输出功率短期预测方法

提出了一种直接预测光伏电站出力的方法。该方法基于马尔科夫链,通过统计光伏电站历史功率数据建模,直接预测光伏电站出力。理论推导证明了该数学模型的可行性。以教育部光伏中心的光伏电站为例进行建模预测,证明了该方法的有效性,并通过调整模型参数获得了更加精确的结果。     

新疆北部地区清洁能源出力特性分析

分析了新疆北部阿勒泰、塔城地区风电、光伏、水电出力特性,找出各电源出力特性规律,阐述了风电出力对电网经济性的影响,提出了风电、光伏、水电的利用原则,为该地区的电力电量平衡、调度计划制定及清洁能源运行出力掌控提供了技术参考。     

含小水电群的风-水-火地区电网旋转备用协调优化策略研究

传统旋转备用计算模型已不再适用于含小水电群和风电接入的地区电网。以负荷损失较小、清洁能源利用率高、运行成本低为目标,基于最小火电燃料费用、最小期望停电成本、最小火电机组出力波动和最小主力水电弃水量函数模型,建立了考虑风-水-火协调运行的多目标旋转备用优化模型。采用引入粒子浓度认知的改进粒子群优化算法,通过仿真分析,验证了该模型的适用性和有效性。在不同策略下进行比较,该方法能在较低的失负荷概率情况下,得到较低的火电机组燃料费用;能随着小水电群和风电出力大小协调优化旋转备用容量。该模型及算法对存在相当规模小水电及风电的风-水-火地区电网制定旋转备用优化策略有参考价值。