兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度方法

中国云南省的电源结构以水电为主,水电消纳问题异常突出,且云南水电外送的受端调峰压力巨大.为充分挖掘云南电网"西电东送"通道潜力,最大限度消纳云南水电,同时响应多电网的调峰需求,文中构建了兼顾多电网调峰与水电消纳的跨流域梯级水电站调度的混合整数线性规划模型.模型采用目标权重法将多电网调峰问题转化成单目标问题,并通过调整各电网余荷距平绝对值的平均值权重,使得目标兼顾了多电网的调峰需求与水电消纳.同时,通过引入特殊顺序集约束,对最小持续时间约束提出了一种简易的线性化方法,此方法可应用于其他同类型的约束中.最后,以澜沧江干流与金沙江干流的18座水电站为例,验证了模型的可行性与有效性,结果表明所提方法可满足多电网调峰与水电消纳的需求.     

耦合复杂水力联系的跨区交易现货市场出清模型

上游水电站的发电量通过上、下游水力联系可直接影响下游水电站的可发电量,该水力联系增加了现货市场出清建模与求解的难度。为此提出了耦合复杂水力联系的跨区交易现货市场出清模型。该模型首先将非线性约束线性化,然后再引入梯级水电站簇,将复杂水力联系转化成水电站群的最大、最小发电量,进一步将水电机组以满足水电站群发电量约束的等效火电机组方式参与现货市场出清,从而消除复杂水力联系。以中国云南水电外送广东为例进行验证。结果表明,出清结果能满足各项机组运行约束,并能如实反映市场价格信号;梯级水电站簇发电量约束的阻塞分量可以合理表征流域来水造成的阻塞成本。     

基于三段洪水特征的调洪增发电量计算方法

充分应用水电站的调蓄特点可以合理利用洪水增加发电效益,但没有统一有效的洪水增发效益评价方法,为此,根据洪水涨落过程特点,提出一种基于三段洪水特征的调洪增发电量(PGIOFD)的概念与计算方法.根据水位及流量的涨落特征将场次洪水过程划分为涨水段、洪峰段和退水段3个阶段;分别按水位不变、按预想出力、按均匀降库容3种规则对三阶段进行发电计算,以确定无优化措施下的基准过程及发电量;将该电量与实际调度电量进行比较得到调洪增发电量.以乌江流域大花水电站2008—2018年的29场洪水为例,结果显示其中充分利用洪水资源的有26场,累计PGIOFD为128.38 GW·h,验证了该方法可以有效地应用于洪水过程分析和洪水调度评价.     

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。     

梯级水电站群中长期优化调度的离散梯度逐步优化算法

充分利用现有水电资源,进行库群中长期优化调度是构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系的重要措施。逐步优化算法(POA)将多阶段问题转化为多个两阶段子优化问题,是求解中长期库群优化调度较为广泛且有效的一种方法。但随着水库数目的增加,POA仍会面临严重的"维数灾"问题。本文以梯度下降法为基础,提出离散梯度的概念及离散梯度逐步优化算法(DGPOA),该方法在不直接求导的情况下充分利用局部离散梯度信息确定最优搜索方向,可以快速获得优化结果。最后将该算法应用到澜沧江流域五水库梯级系统中,在不同离散精度和来水条件下,利用POA、POA-DPSA和DGPOA算法对梯级水库进行优化计算。结果表明,在不显著降低全局搜索能力的情况下,DGPOA的计算速度分别达到了POA-DPSA算法的8~12倍,POA算法的50~250倍,是一种解决梯级水库站群中长期优化调度中"维数灾"问题的有效方法。     

梯级水电站群高水头巨型机组不规则多限制区自动规避方法

高压瞬变流使得西南地区干流梯级水电站群普遍存在多个高水头不规则限制区,这些电站和机组面临响应多个电网负荷需求任务,容易导致机组水头、出力变化频繁,因此,如何快速避开机组多个不规则限制区就成为制约西南地区水电安全经济运行的瓶颈问题。以常见的梯级水电站群响应电网调峰需求任务为背景,本文提出了梯级水电站群高水头巨型机组不规则多限制区的自动规避方法。该方法首先根据Hertel-Mehlhorn凸剖分算法,将去除不规则限制区后的安全运行区剖分为若干个凸平面多边形,然后基于凸优化理论方法和析取规划方法将不规则限制区约束构建为通用混合整数线性规划(MILP)约束形式,并采用Gurobi求解器进行优化求解。提出的方法在西南某干流流域梯级水电站群进行了方法验证,结果显示,该方法可以实现对复杂不规则限制区的自动化规避,充分发挥水电机组的调峰能力。与传统方法相比,所提方法不需要对限制区进行人工预处理,适应于调峰、调频和电力市场化交易等一般性问题,具有广泛的适应性和通用性。