梯级水电群联合调峰调能数学模型

水电具有优良的调峰调能特性.随着三峡工程的建设,西部水电正处在大开发的阶段.为满足电网快速增长的调峰需求,并支撑风电、光伏等间歇性新能源并网,需转变水电(特别是大型梯级)在电力系统中的角色而发挥更大调节功能.本文建立了长江上游和金沙江下游六大梯级水库耦合的不恒定河道水动力学模型、反调节水库与梯级电站群负荷分配的动态规划模型,并根据实际资料对模型进行了初步检验.研究表明所提出的模型在三峡流域水情数据的支持下,可仿真模拟全梯级联合调峰与调能过程,研究梯级水电在电网中的调节问题.     

考虑外送输电容量限制的梯级水光互补日前鲁棒调峰调度方法

水光联合外送可促进新能源消纳,但光伏出力预测的不确定性会影响水光互补优化调度的经济性和安全性。提出一种考虑外送输电容量限制的梯级水光互补联合发电系统日前鲁棒调度方法。考虑光伏出力不确定性,构建水光互补联合发电系统的日前调峰鲁棒优化调度模型,该模型以最小化受端电网剩余负荷峰谷差为目标,计及梯级水电的上、下游水力耦合约束。采用高效线性化方法对梯级水电运行的非线性模型进行处理,并利用对偶方法实现鲁棒模型的确定性转化。算例仿真结果表明,利用所提方法制定的梯级水电发电计划能充分考虑光伏出力的不确定性,兼顾联合发电系统调峰效果和光伏消纳,实现梯级水电和光伏的互补运行。     

考虑日前调峰分配和流量波动平抑的梯级水电双层优化调度

反调节水库平抑下泄水流波动,为上游水电站参与电网深度调峰提供支撑,有利于电网消纳高渗透率间歇性可再生能源,且上游电站增泄流量亦提高反调节水电站出力,实现多赢增效。建立了梯级水电上游调峰电站和下游反调节水库的协调调度模型,包含日前调度层和实时调度层。日前调度中优先安排上游电站调峰出力,应用滑动平均滤波方法平抑调峰非恒定流,以实现反调节水库在满足库水位、下游河道断面流量等约束下平稳泄流,并对滤波参数及日前调峰计划滚动调整以免约束破坏。实时调度侧重于跟踪并及时修正实时运行与日前计划的较大偏差,确保日前计划的顺利执行。最后以某梯级水电站为例,通过Matlab编程仿真表明:所提策略对指导调峰?反调节水库的联合运行具有较强实用性。     

响应电网负荷需求的梯级水电站短期调峰调度

电网调峰需求日益迫切,如何利用高效清洁的水电能源调节电网峰谷差异成为缓解电网调峰压力的关键问题之一。本文以电网剩余负荷均方差最小为目标建立梯级水电站短期调峰模型,并提出一种逐步粒子群优化混合算法,外层利用逐步优化算法压缩解空间降维,内层采用粒子群算法随机连续搜索;同时提出动态约束廊道方法处理模型复杂约束,自适应更新可行域范围。将所提方法运用于华中电网直调沅水梯级电站短期调峰优化运行中,实例计算表明,所提建模思路调峰效果明显,电网余荷均方差降幅达93.6%,经削峰后的负荷曲线趋于平稳,可为梯级电站短期调峰提供求解思路。     

大规模风光接入下梯级水电站调度方式研究

风光接入流域梯级水电系统联合打捆外送是解决新能源消纳难题的有效途径,但也使得传统面向单一水电系统的调度方式面临极大挑战。为此,本文系统研究大规模风光接入背景下梯级水电站在长期、日前和实时尺度上的调度方式,并以雅砻江流域锦官梯级多能互补调度为实例,系统评估互补调度效益和风险。结果表明：大规模风光接入背景下,大型水电站水库的中长期水位应提前并加深消落,以增加枯期发电量并减少汛期弃水;互补运行能提升系统调峰能力,且调节水电日出力过程可缓解外送通道竞争;充分发挥梯级水电站的联合调度作用,能分别在日前和实时尺度上对风光功率进行电力补偿调节,弥补风光预测不确定性导致的发电偏差,提高供电可靠性。     

考虑日调峰需求的梯级水电站汛前优化调度模型

针对梯级水电站汛前调度中电站机组检修和发电计划安排与电网调峰需求间的矛盾关系,构建了梯级水电站机组检修与发电计划的汛前联合随机优化模型。该模型以梯级水电发电效益期望值最大为目标,通过电网对梯级水电的汛前日调峰需求确保水电机组检修计划的合理安排,避免了水电集中检修导致的调峰能力不足。同时,模型通过改进的K-means聚类方法构建了汛前梯级电站多种典型来水场景以表征汛前来水的随机性,并通过对大型水库的汛前水位消落控制约束及中长期合约电量约束保证了梯级水电汛前发电计划的可行性及实用性。通过有效的线性化方法将所建模型转换为混合整数规划实现高效求解。以我国贵州省北盘江流域梯级4座水电站的实例应用表明,所提模型可在满足电网汛前调峰能力的前提下,保证大型电站水位的平稳消落,实现机组检修计划和发电计划的双重优化制作。     

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。     

大规模特高压直流水电消纳问题及应用实践

随着金沙江、雅砻江、澜沧江流域溪洛渡、向家坝、糯扎渡、锦屏等巨型水电站陆续全部竣工和集中并网发电,中国水电输送规模急剧扩大,大规模水电输送直接影响到中国电力资源大范围合理配置,其消纳和对受电端电网的调峰矛盾凸显。然而,由于送端电网水电调节性能弱和消纳能力有限,中国现行的按照电站自身的运行要求或者送端电网的电力盈余安排输送计划的方式,极易出现"直线"或者"反调峰"水电输送计划,加重了受电端电网调峰压力,不利于水电大规模消纳和发挥其优质的调峰作用。如何根据送受端电网负荷特性差异,发挥跨流域梯级水电站群相互补偿作用,利用不同电源特性以最大程度消纳水电和发挥水电的调峰作用,需要研究水电大规模输送的网网协调、网省协调、厂网协调优化调度方法、补偿机制、调峰阀值和协调策略等。上述问题是中国现阶段特高压直流水电大规模输送核心所在,其研究将能够更加合理配置中国电力资源,缓解受电端电网调峰压力,改善长三角洲、珠江三角洲电源结构,减轻这些地区的雾霾压力,切实保障中国电网安全、经济、环保、可靠运行。     

基于梯级水电调节的多能联合发电系统短期优化调度

“碳中和”背景下,以新能源为主体的新型电力系统正在大力建设,而化石型调节电源占比的降低给大规模新能源消纳带来了严峻挑战。为此,提出了基于梯级水电调节的多能联合发电系统优化调度模型,以减小因新能源的接入而给电网带来的功率波动冲击,并缓解电网调节资源配备压力。该日前调度模型以梯级水电平抑新能源接入后的负荷波动最小和系统综合成本最低为双重目标。针对模型中高维复杂约束问题,提出了一种改进的NSGA-II算法。该算法对选择策略中设定的比例因子进行了改进,并将正态分布算子引入交叉过程,以保证种群的多样性并提升算法在空间上的搜索能力。仿真结果表明所提模型能利用梯级水电有效平抑新能源入网波动,并兼顾多能发电系统综合经济效益。通过比较各种算法的结果,改进NSGA-II算法帕累托解的质量更优,且分布更均匀。     

耦合水流滞时的梯级库群中期调峰调度方法

针对电网日间负荷的频繁波动及梯级库群复杂的水力联系,提出了一种考虑分段水流滞时策略的梯级库群中期调峰调度方法.首先以电网调峰最优和梯级发电量最大为目标构建了电网中期调峰调度的多目标模型;然后基于水量平衡原理提出了中期分段水流滞时描述方法,可以有效描述以日为计算步长的梯级电站中期调度计算过程中的流量滞时情况;最后给出了调...     

考虑经济性与可靠性的大小水电短期协调消纳模型

在多级输电断面限制的富水电地区,开展大小水电的协调调度是提高水电整体消纳量的重要举措,但同时大规模小水电的并网也给电网运行带来了风险。为此,文中构建了兼顾系统经济性和可靠性的大小水电协调消纳模型,从可消纳电量、网损和梯级蓄能三方面衡量系统的经济性,并引入电力不足概率评估系统可靠性。模型求解方面:为准确表征系统可靠性,基于实时运行状态进行评估,并采用蒙特卡洛模拟求解;然后,通过梯级负荷切分与再分配的组合原理生成可行初始解,并采用考虑约束容忍度的改进粒子群优化算法求解协调模型,提高了搜索效率。实际应用表明,该模型可有效利用梯级大中型水电的调节能力,协调地区小水电送出,提高系统运行可靠性和水电整体调度效益。     

化解云南电力结构性矛盾促进水电消纳研究

水电是宝贵的清洁能源,水电的消纳是社会关注的焦点。为推动新时代能源发展,水电的充分消纳是需要着重解决的重点问题之一。云南省是我国的水电大省,水电装机占比达到70%以上。长期以来,云南水电出力与负荷特性不匹配的结构性矛盾是云南能源高质量发展的制约因素。在深入剖析云南电力结构性矛盾问题的基础上,结合云南电力发展形势,研究提出具有针对性的促进水电消纳的措施。     

智能水电厂的体系结构

围绕智能水电厂的体系结构,提出从水电厂的一体化软硬件基础平台、统一的现地测控总线技术、智能化的决策支持技术等方面开展智能化建设工作。从厂站级和流域水电调度2个方面介绍了水电厂的智能化改造的方向以及智能化改造的具体内容。     

现代化水电站综合自动化方案——兼谈三峡左岸电站自动化方案

论述了现代化水电站综合自动化必须具备的高速双网络拓扑结构、主体冗余性、主体一致性、完全分布性、数据库的完备性、监控对象的全面性、主体功能软件的自适应性、完备在线维护性、采用功能块程序设计语言、设备性能评估系统、信息管理系统及目标运营极大化等特征,并提出了具有现代化特征的三峡左岸电站自动化方案,该方案突破了传统中控室必须建在厂房的概念,提出了励磁处理单元、调速处理单元的新设想,最大限度的实现系统资源共享及减少子系统间的电缆连接.此外,利用LPU对电站的辅助设备实行全面控制,并在电站的厂用电6 kV开关、400 V开关实现备自投功能及运行方式自动选择功能.整个电站自动响应调度中心的控制,符合国家电力公司"无人值班"(少人值守)的一流电站的要求.     

基于进化策略的水电站水力过渡过程优化方法研究

本文针对水电站水力过渡过程多目标优化计算,建立了相应的数学模型,将进化策略和水电站过渡过程数值计算特征线法相结合,探讨了用于求解该模型的全局优化方法.该方法从多个初始点开始并行寻优,不仅适应于水力过渡过程各种工况对导叶启闭规律的优化,而且可以同时对机组转动惯量和调压室阻抗孔大小进行优化.工程实例计算表明,应用进化策略优化水力过渡过程是可行、高效的.     

适应高水电占比的电力现货市场机制设计与实践

不同于中国其他水电规模占比较小的电力体制改革综合试点电网,中国四川电网存在水电装机占比高、丰枯水期发电原则差异大、网架复杂约束多、发电调度策略分散等独有特点,故设计丰枯双期的市场机制以适应四川丰枯水期电力供需形势及电网运行特性差异.首先,从市场设计思路、市场总体模式、丰枯水期电力现货市场等角度说明四川电力现货市场机制;然后在此基础上,提出适应四川现货市场机制的功能架构,以及分析四川电力现货市场在丰枯双期市场模式、市场运营物理空间、水电耦合约束、优化出清流程等方面的特色之处;最后,结合四川丰枯双期电力现货市场的运行实践情况提出若干建议.     

Operation Analysis on T&D Equipment in Three Gorges LeftBank Hydropower Station

The paper outlines the Yangtze Three Gorges water conservancy complex. It describes the power transmission and distribution equipment in the Three Gorges LeftBank Hydropower Station, especially large high-voltage distribution devices. It elaborates the measures for suppressing GIS over-voltage and the tests on VFTO, besides technical measures to ensure safety and stability of power system in the station. It also makes some analyses and summaries about the problems encountered in operation of the equipment.     

大唐岩滩水力发电厂闸门计算机监控系统

简要介绍了大唐岩滩水力发电厂闸门计算机监控系统的网络结构、软硬件配置等特点，重点介绍了系统功能，包括:系统界面能实时动态显示闸门的起闭升降;闸门操作以操作票为依据，只有开票人、签票人均确认后，操作票才能生效;系统可以在水情系统授权情况下直接访问水情系统的数据库，以保证科学地进行水库调度;等等。     

H9000 V4.0计算机监控系统技术特点概要

为了满足三峡右岸电站的应用需要，在H9000 V3.0计算机监控系统的基础上研制开发了H9000 V4.0系统，改进和完善了原系统已有功能，开发了新功能，进一步提高了系统的性能指标和可靠性指标。文中主要介绍H9000 V4.0系统的设计原则，以及数据采集、人机联系、报表定制、Web信息发布、历史数据管理等主要新功能。