电网水电站群短期优化调度模型体系及应用分析

立足电网水电站群短期优化调度的业务特点及应用需求,提出电网水电系统短期优化调度的多模型转化机制及其运用准则,为水电站群的日计划方案编制提供决策支撑;以水电能源的高效利用和电力系统的电力电量平衡为基础,建立了相互关联的短期优化模型体系,重点阐述了电网水电站群可用水量与水电负荷需求的协调关系。国网直调水电系统的计算结果表明,多模型转化机制能准确体现电网的不同调度意图,并获得对应的水电站群负荷控制策略。     

考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度

为提高发电计划实际执行的可行性,提出考虑电网络影响的水火电力系统短期优化调度方案,即在传统水火电优化调度中引入输电网络潮流约束,构建水火电力系统短期优化调度数学模型。该模型以火电站的总煤耗量最小为优化目标,考虑水火电的发电特性、梯级水电复杂关系、系统运行约束、输电网络约束及传输功率限制。同时为模型求解引入迁徙操作和惯性权重非线性递减策略的改进粒子群算法,并设计了五种约束处理规则以应对复杂的约束条件。最后以典型水火电系统和IEEE-9节点的电网络拓扑为例对所构建的模型和算法进行验证。结果表明,所构建的优化模型和设计的求解方法能满足复杂运行约束的短期调度方案。     

基于多元GARCH-VaR的水电站短期发电风险调度

发电风险调度是电力市场下水电企业风险规避及管理的一种方式。基于VaR风险测量理论,在水电站短期优化调度中考虑电价风险,提出了更易理解、更具有可操作性的风险收入指标,并将GARCH-VaR电价风险测量模型与水电站短期优化调度模型有机耦合,建立了多元的GARCH-VaR发电风险调度模型。通过实例分析得到两种极端风险调度下的出力组合方案,同时还可以根据不同的风险水平和收入期望设置风险收入限额,得到同一风险下的最优组合解,为水电站参与市场竞争、短期发电风险管控提供了决策依据。     

基于超短期来水预报的大规模水电站群发电计划调整策略

针对日前计划负荷和来水预测不确定性带来的水电站群超短期调度中水位难以达到预控目标的问题,提出了基于超短期来水预报的大规模水电站群发电计划调整策略。利用超短期负荷预测信息和径流预测信息,以调度期末理想水位偏差为指标对电站进行排序,生成电站集合,实时调整日前发电计划,滚动生成超短期发电计划。以我国云南澜沧江、金沙江、大盈江和李仙江干流上的22座水电站为例验证该方法的正确性,实例结果表明,该方法可充分利用超短期预报成果,实时调整发电计划,最小化调度偏差,满足超短期调度的时效性、实用性、经济性的要求,可为类似工程提供参考。     

基于NSGA-Ⅱ串行模式搜索的新能源发电与抽水蓄能电站联合系统多时间尺度优化调度方法

针对新能源发电与抽水蓄能电站联合发电系统,提出一种多时间尺度优化调度策略,并提出一种结合快速非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）和模式搜索算法的NSGA-Ⅱ-PS算法,该策略针对不同的时间尺度分别设定目标函数与约束条件,对比NSGA-Ⅱ与NSGA-Ⅱ-PS在解决本调度问题结果上的优劣性。在日前、日中时间尺度对联合系统进行优化调度,制定调度计划。结果表明：在高比例新能源消纳的基础上,新能源发电与抽水蓄能电站联合系统多时间尺度优化调度可在日前、日中尺度实现联合系统经济安全运行。     

华中电网大中型水电站群联合调度探讨

随着华中网内水电装机容量的快速增长,特别是三峡等巨型水电站的建成投运,水电对华中电网运行方式的影响日增.根据水电特性,结合电网实际,为提升全网水电总体发电效益和水电站的综合效益,提出了切实可行的华中电网水电站群联合调度新思路.     

贵州电网梯级水电站群联合调度运行方式研究

基于传统电站调度图,构建了系统蓄能与系统总出力的关系,以贵州电网梯级水电站群历史流量数据为例,并分别以多年平均发电量最大、系统不蓄能期望最大为优化调度方式、负荷优化分配对调度规则各变量进行整体寻优,获得了水电站群联合调度方式.检验结果表明,该运行方式可确保电网和水电系统安全高效运行,可供借鉴.     

水电主导的省级多能互补调度系统关键技术及应用

随着西南地区水电和新能源电站规模的不断增大,开发实用的高比例可再生能源电网发电调度决策系统具有很强的迫切性和现实性.为此,以云南电网为依托,设计开发了多能源电网互补优化调度系统,构建了分层协同的总体技术架构,开发了覆盖新能源预测、径流预测、中长期运行方式优化、短期发电计划编制等全过程发电调度业务功能,集成了多尺度风光水...     

流量传播时空演变的三峡梯级短期优化调度模型研究

针对三峡梯级短期优化调度中流量传播问题,基于实测三峡出库流量与葛洲坝入库流量资料,采用相关分析法进行率定,构建了三峡水电站不同出库流量下确定葛洲坝水电站相应入库流量的分段线性方程,获得了以水定电模式下考虑流量传播时空演变的短期优化调度模型,并采用基于逐步优化算法(POA)的轮库迭代法编程求解模型,为梯级间水力计算提供了一个可行方向。实例结果表明,该模型为制定梯级水电站短期发电计划与经济运营提供了理论价值。     

水-光互补协调运行的理论与方法初探

以全球最大的黄河龙羊峡水-光互补项目为研究对象,分析水电和光伏发电特点,提出"水电补充能源"的新概念和内涵,揭示水-光互补协调运行的机理,通过水电一次补偿光电锯齿波动和二次补偿光电的间歇性、波动性和随机性,使水电可以在短期调度中以容量支持光电,光电则可以在中长期调度和调峰运行中以电量支持水电。分析短期调度中水电对光电的补偿能力,推导水-光互补计算公式,找出水-光互补运行发生光伏弃光、水电弃水的原因和工况。以龙羊峡水-光互补项目为例,建立水-光互补协调运行模型,实例表明水-光互补协调运行可改善光伏发电质量,避免或减少弃光电量发生,同时水-光互补比水电站单独运行调峰能力更强。     

梯级水电站群发电运行的水足迹研究

为合理评估大型流域梯级水电站群发电运行对水资源的消耗,以金沙江中游梯级水电站群为例,提出了不同调度模式下梯级水电站群发电运行的水足迹研究方法,基于负荷曲线单独运行、负荷曲线联合运行、发电量最大联合运行三种调度模式下的短期优化调度结果,分别计算获得运行阶段的水足迹,并分析了不同调度模式对水足迹的影响。结果表明,水足迹能直观地反映梯级水电站群发电运行对水资源的消耗,梯级水电站群可改变调度模式来降低其发电运行的水足迹。     

考虑弃水电量机会损失的水火电短期联合优化调度

针对传统大型水火电系统联合优化模型成本计算单一问题,考虑水电因弃水导致的机会损失,并考虑水火电爬坡约束、水电振动区约束等多种复杂约束,构建以火电运行成本与水电弃水电量机会损失之和最小为目标的水火电短期优化调度模型。将模型中非线性约束转化为线性化约束,并使用商业优化软件CPLEX中内置的分支定界法进行求解。算例仿真表明,按此优化准则下的最优策略运行,虽然火电运行成本有所增加,但弃水电量大大减小,水电能源利用率明显提升,计算结果更加符合实际情况。     

水电富集电网大规模电站群发电调度系统设计及关键技术

我国水电系统高速发展使得单一电网集中调度的水电站规模超过100座甚至200座,如此大规模水电系统调度亟需切实可行可用的应用系统支撑,以高效科学地完成电网日常发电调度分析和计划编制工作。以水电富集的云南电网为例,从工程实用性出发,通过系统性架构设计,采用时序数据库集群协同数据存储和管理技术、大规模发电调度约束条件分类批量处理技术、调度报表可视化定制技术,开发了水电富集电网大规模电站群发电调度系统,并于2016年4月在云南电网得到了成功应用(包含水电站150余座),自系统投运后,显著提高了发电调度结果的可行性和发电计划编制效率。     

Non-dominated sorting culture differential evolution algorithm for multi-objective optimal operation of Wind- Solar-Hydro complementary power generation system

Due to the intermittency and instability of Wind-Solar energy and easy compensation of hydropower, this study proposes a Wind-Solar-Hydro power optimal scheduling model. This model is aimed at maximizing the total system power generation and the minimum ten-day joint output. To effectively optimize the multi-objective model, a new algorithm named non-dominated sorting culture differential evolution algorithm (NSCDE) is proposed. The feasibility of NSCDE was verified through several well-known benchmark problems. It was then applied to the Jinping Wind-Solar-Hydro complementary power generation system. The results demonstrate that NSCDE can provide decision makers a series of optimized scheduling schemes.     

金沙江—雅砻江梯级多业主水电站群联合调度补偿效益研究

针对金沙江—雅砻江梯级多业主水电站群联合调度补偿效益问题,建立了大规模混联水电站群联合优化调度模型,并提出离散微分动态规划（DDDP）和逐步优化算法（POA）相结合的自适应混合方法,实现大规模混联水电站群联合优化调度问题的高效求解。在此基础上,结合金沙江流域长系列历史径流资料,进行了不同建设运行和联合调度情景下梯级电站调度模拟,探究了金沙江中游梯级和雅砻江下游梯级的建设运行及联合调度对金沙江下游梯级的补偿作用。结果表明,金沙江中游梯级和雅砻江下游梯级建设运行可以增加金沙江下游梯级165.36×108kW·h的发电量;雅砻江下游梯级和金沙江下游梯级联合调度可增加梯级总发电量24.79×108kW·h,而金沙江中游梯级受较大保证出力的限制联合调度效益不够显著,可以通过降低其梯级保证出力,以便有效提高联合调度的补偿效益。     

基于改进粒子群算法的风光水互补发电系统短期调峰优化调度

风光水互补发电系统优化调度需要考虑风光电源的间歇性及波动性,同时还要处理梯级水库复杂的水力联系及不同电源之间的电力联系,因而建立风光水互补发电系统短期调峰优化调度模型,并采用粒子群算法进行求解,针对粒子群算法的早熟及后期收敛速度慢等问题,从惯性因子和种群拓扑结构两方面对粒子群算法进行改进,并对福建省电力调控中心管辖的12座常规水电站、木兰溪1座抽水蓄能电站、31座风电场、5座光伏电站组成的风光水多种电源互补系统进行数值分析。结果表明,所建模型能较好地实现对电网负荷的削峰填谷,所提算法显著提高了求解效率和求解质量,是一种解决风光水互补发电系统短期联合优化调峰调度实用性很强的有效算法。     

热电联产机组节能发电组合研究

通过对国家有关热电联产政策的分析,结合背压式汽轮机、一次抽汽式汽轮机的热能利用原理和热力特性,讨论了抽汽式汽轮机“以热定电”的含义,提出按照节能运行方式确定中长期发电组合（发电计划）,按照安全运行方式确定短期发电组合（发电调度）的方案,发电考核时将热电联产机组发电量分解为热化发电量、奖励发电量、计划内凝汽发电量、计划外发电量4种不同成分分别考核。     

水火电力系统优化调度的逐步最优遗传算法

基于逐步最优化原理和遗传算法相结合,提出了水、火电力系统优化调度算法,该方法主要优点在于占用内存少,不需要优化问题具有凸性、连续性和可微性。与单点最优算法相比,该方法为多点导优,单调收敛,可获得最优解和用于长、短期或实时优化调度。本文给出了实例计算成果。