三峡电力系统调峰问题的研究

建立了三峡电力系统短期优化调度模型，采用全局优化的方法，研究了三峡电力系统的调峰问题，分析了电力市场环境下采用竞价模式对于三峡电力系统调峰问题的影响。2005年的模拟计算结果证明了该模型和算法对研究特大型系统的调峰问题的有效性。     

金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度补偿效益分析

为探索金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合发电调度补偿效益及补偿规律,分别建立以发电量最大为目标的单库优化调度模型和梯级联合优化调度模型,采用经典动态规划法和笔者提出的多精英向导粒子群算法(Elite-guide particle swarm optimization,EGPSO)算法对两模型进行求解,以计算梯级电站群联合调度电力电量补偿效益。选择1999、1983、1992作为丰、平、枯典型代表年径流数据进行计算,分析结果表明:金沙江下游梯级和三峡梯级水电站群联合调度能显著提高梯级整体发电量,减少弃水,补偿效益显著。梯级联合调度中,金沙江梯级对三峡梯级进行电量补偿,在提高枯期出力和季节性发电量的同时,缓解了汛期集中消落带来的调度风险。     

跨区域水电站群优化调度初步研究

研究了中国水电站的分布及其水文、水电调节特性,对西南地区的部分大型水电站群和华中地区的部分大型水电站群之间的联合优化调度建立了调度模型,将跨区域的水电站群调度问题分解为小规模的问题求解,然后借助水库调度知识经验,进行总体协调.分析结果表明,开展水电优化调度工作,不仅可以增加水电发电量,而且可以提高整个水电站群的保证出力,对落实国家"西电东送"战略、优化资源配置、实现可持续发展具有重要的意义.     

考虑调峰效益和电量效益的风蓄联合运行优化模型及算法

大规模具有随机性、波动性和反调峰特性的风电接入电力系统后,给电力系统的运行调度带来了很大的挑战。抽水蓄能电站具有快速启动带负荷、调峰能力强等良好的运行特性,让抽水蓄能电站配合风电出力将有利于降低风电并网对电力系统的影响,提高风电利用率及电力系统运行的技术经济性。以最大化风蓄联合运行的调峰效益及电量效益为目标建立了风蓄联合运行优化模型,并研究了求解所建立的多目标优化模型的启发式算法。通过算例验证了所建模型及方法的有效性及实用性。     

考虑光热电站调峰补偿的高比例新能源电力系统经济调度EI北大核心CSCD

近年来,西北地区新能源装机容量不断增加,电力系统调峰问题凸显,通过当地新兴灵活可控的光热发电参与调峰能有效缓解上述问题。首先,着重考虑光热电站出力下调而导致的热电转换效率损失,分析光热电站运行成本,建立其深度调峰成本模型,进而得出光热电站参与调峰辅助服务的补偿。其次,考虑深度调峰成本的前提下,以系统综合运行成本最优为目标,构建考虑光热电站调峰补偿的电力系统日前优化调度模型。最后,通过IEEE-30节点对所提补偿方法及调度模型进行算例仿真。算例结果表明,该补偿方法提高了光热电站参与调峰的积极性,所提调度模型能够利用光热电站灵活调节的调度优势,提高电力系统风光消纳水平的同时降低运行成本。     

大规模水电站群随机优化补偿调节调度模型

本文提出了一个求解超大规模水电站群补偿调节调度的“分级多层次法”优化模型,该模型采用大系统递阶理论。应用该模型和软件研究了以三峡水电站为中心的跨大区联网系统中的水电站群补偿调节调度,其中最大的一个水电站群系统达117座水电站和73座长期调节水库,总装机容量达11386万kW。     

跨流域混联式水电站群联合补偿效益分析

在总结国内外相关研究和实践的基础上，以科学反映清江梯级与三峡梯级相互补偿作用为目的，对由两梯级所组成的跨流域水电站群进行联合调度研究，重点分析了相对于两梯级单独调度时联合调度带来的电力、电量补偿效益。分别以系统保证出力最大和多年平均发电量最大为目标，建立了相应模型;并采用与水电站水库调度图相结合的判别式法及动态规划逐次逼近分别进行求解。结果表明，清江梯级与三峡梯级联合运行后，系统保证出力提高34.281 0万kW，多年平均发电量增加1.216 2亿kW·h，补偿效益显著。     

考虑附加成本的燃气机组深度调峰及电力系统能源效率

由于新能源出力的随机不确定性及源荷分布的不平衡,区域电力系统的调峰压力日益加大,利用燃气机组深度变负荷能力进行调峰是解决该问题的一个思路。分析了中国现有燃气机组的调峰能力,针对燃气机组深度变负荷调峰与启停调峰这两种深度调峰方式,研究了燃气机组深度变负荷调峰过程中的附加成本,提出了其参与系统调峰控制的全过程调峰成本。在全额接纳风电的基础上,以系统发电成本最小为目标,建立了考虑燃气机组附加成本的电力系统经济调度模型。进而从经济、社会、环境角度建立电力系统能源效率指标,评估燃气机组参与深度调峰的经济性与可行性。以某实际电网为实例进行仿真验证,结果表明综合考虑系统能源优化与环境因素,在非采暖期采用燃气机组深度调峰具有合理性;同时需要建立考虑燃气机组附加成本的经济调度机制,以提高电力系统的整体能源效率。     

三峡梯级和清江梯级水电站群联合调度研究

开展对三峡梯级和清江梯级巨型混联水电站群优化调度研究,分别建立了以发电量最大和以发电效益最大为目标的水电站群联合调度模型,采用POA算法分别计算两个梯级单独运行和梯级联合运行在两种准则下的库容和电力补偿效益。选择1982-1987连续水文周期年的日径流资料进行计算,并与原设计方案相比,两种准则下联合调度的系统年平均发电量分别增加了60.90亿kW.h和60.71亿kW.h,年发电效益分别增加了14.37亿元和14.70亿元;在以发电量最大为准则的情况下,三峡梯级和清江梯级的弃水量分别减少了566.88亿m3和36.73亿m3,系统年均发电量增加了5.80%,库容补偿效益显著。     

大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度

当前,火电机组亟须进行深度调峰改造来提高电网大规模新能源消纳能力。文中对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行研究。首先,分析火电机组深度调峰成本,建立火电机组深度调峰的能耗成本、运行补偿收益以及备用容量成本的数学模型;然后,以综合运行成本最低为目标函数,建立考虑火电机组运行约束的深度调峰调度模型,并使用分支定界法求解调度模型;最后,以8台火电机组、1个风电场和1个光伏电站构成测试系统,分别从调峰深度、新能源消纳量、火电企业收益等方面对大规模新能源并网下火电机组深度调峰优化调度进行分析。算例结果表明：在文中所建优化调度模型中,火电机组深度调峰能显著提高新能源消纳量,但火电机组单位发电成本提高,火电机组效益明显下降。在当前深度调峰补偿标准下,火电机组深度调峰效益低于基本调峰。     

三峡电力市场优化调度系统及算法

介绍了用于三峡电力市场优化调度的数学模型，算法和部分应用结果。三峡－葛洲坝大型梯级水电站与三大区，八省（市）的电力系统相连，模型考虑了各种水力和电力约束（水头变化，回水影响，航运约束等要求），采用了新的可加速收敛的夹逼可行方向法和可以从不可行初始解处开始计算的广义out-of-kilter算法，并利用了大型线性规划问题可分的特性，使该超大型的复杂非线性规划问题变得容易求解。文中用此模型和算法研究了三峡电力市场面临的多种决策问题，结果表明该软件系统在确定分电比例和市场价格以及制定优化运行方式等方面有重要意义。     

改进遗传算法在水电站自动电压控制中的应用研究

在水电站自动电压控制中,为保证水电站内母线电压在给定范围内,并且使站内网络损耗最小,文中提出一种改进的遗传算法进行水电站内无功分配。该方法通过对简单遗传算法中的选择、杂交和变异3个基本算子进行改进,并采用爬山法修正所得结果,从而有效地提高了无功优化的速度和精度。对5机组和13机组的水电站进行仿真,结果表明与常规方法及简单遗传算法相比,该方法适应性好,且易收敛到全局最优。     

八盘峡水电站汛期排污实时调度的研究

黄河上游梯级水电站泥沙问题一直困扰着电站的安全运行,尤其近年来支流湟水、大通河暴雨洪水带来的泥沙和污物对八盘峡水电站的安全运行构成严重危害,甚至危及甘肃部分电网和下游兰州、白银地区工农业生产及城市生活用水,亟待解决.作者对八盘峡水电站上游水域的实地勘察结果进行了分析,建立了湟水、大通河洪水预报方案,分析并找出了该流域洪水与泥沙、洪水与污物的关系,制定了八盘峡水电站汛期排污实时调度运行方式,以期减轻汛期污物对八盘峡水电站正常运行造成的危害,从而提高八盘峡水电站本身及甘肃电网的安全、经济运行水平.     

三峡电站的特点、特性及其在系统中的地位和作用

定量分析了三峡电站年径流量分布的不均衡特点,考虑了三峡电站航运、排洪等综合效益对发电及调峰能力的限制。根据三峡电力系统的特点和负荷特性,指出华中、华东电网季节性消纳三峡电站电力的可能性,认为不宜采用抽水蓄能电站来解决汛期弃水调峰问题。最后讨论了三峡电站上网电价的问题,认为按政策计算出的上网电价不会太高。     

四川地区大规模水电集群停机避峰特征分析及管理系统设计

近年来,随着四川地区水电站数量和装机规模的急剧增加,大规模水电集群同时采取停机避峰措施对电网安全运行的影响日益突出。文中结合四川地区水电站运行、水电调度管理和电网运行实际情况,明确了引发水电站停机避峰的主要因素为流量、泥沙和杂质,分析了大规模集群径流式水电站停机避峰对电网调度的影响;从时间和空间（流域）2个维度研究了停机避峰发生的分布特征,提出了以流量和水质作为预测水电站是否发生停机避峰的可行判断方法;从预测方法、实时监测和系统架构等方面介绍大规模水电集群停机避峰管理系统设计思路。所设计的管理系统在四川电网的实际应用表明,该系统可以提高电网调度机构对实时停机避峰掌控能力,有助于辅助电网汛期安全稳定运行,可以为区域电网和水电站厂停机避峰管理提供参考。     

三峡—华东HVDC辅助频率控制的动模试验

通过大规模动模试验分析了三峡一华东高压直流(HVDC)输电系统加装辅助频率控制器后的动态特性。试验结果表明，加装了辅助频率控制器的HVDC系统能在两侧交流系统发生大扰动时，实现两侧系统之间功率的相互紧急支援，可显著改善两侧交流系统频率，并能在多回直流输电线路中实现功率的平稳转移，经济效益显著。通过试验也初步揭示了HVDC辅助功率调制对交流系统稳定性以及对HVDC系统自身稳定性的影响，为设计综合性能良好的辅助控制器提供了具有较高参考价值的试验数据。     

韶关地区电网小水电站群优化调度决策支持系统

为提高小水电的开发利用能力,指导韶关地区直属调度的各水库做好预报、调度决策等工作,建设了韶关地区电网小水电站群优化调度决策支持系统。该系统是一个集水文数据资料管理、水库来水预测、水库发电优化调度等功能于一体的小水电站群发电优化决策系统。为此,介绍了该系统的建设、系统功能及应用情况,它使韶关地区的水资源得到更充分的利用,社会效益和经济效益非常显著。     

三峡交直流混合输电系统谐波的仿真分析和计算

三峡电力系统作为中国最大、也是世界上大型电网之一，其运行特性以及可能存在的电力谐波、系统稳定性等一系列问题将是人们广泛关注的课题。文中采用基于发电机、变压器主磁路磁化曲线的发电机、变压器饱和数学模型，建立了同步发电机组、变压器以及换流站和触发脉冲控制单元等元件的Saber通用仿真模板，构成了三峡交直流混合输电系统的仿真模型，并仿真计算了三峡系统谐波。其分析计算结果和所建模型将对进一步深入研究三峡系统的稳态、暂态特性奠定基础。     

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。