一种水电站短期精细化调峰调度方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110533236A(43)申请公布日2019.12.03(21)申请号201910772757.5(22)申请日2019.08.21(71)申请人云南电网有限责任公司地址650011云南省昆明市官渡区拓东路73号(72)发明人苏承国吴洋周彬彬程春田蒋燕赵珍玉陈凯王有香李秀峰申建建剡文林(74)专利代理机构昆明正原专利商标代理有限公司53100代理人金耀生于洪(51)Int.Cl.G06Q10/04(2012.01)G06Q50/06(2012.01)G06F17/11(2006.01)权利要求书7页说明书15页附图3页(54)发明名称一种水电站短期精细化调峰调度方法(57)摘要本发明涉及一种水电站短期精细化调度方法，属于电力系统发电调度技术领域。该方法以电网剩余负荷峰谷差最小为目标，综合考虑了水库运行约束、机组运行限制、电力约束和水头变化对抽水蓄能水电机组发电及抽水特性的影响，旨在提升了调度的精细化水平。针对调度模型中的非线性多目标函数、机组发电水电约束、水轮机动力特性约束、水泵动力特性约束以及机组运行状态约束等非线性因素，提出了相应的线性化处理策略，将原模型转换为标准混合整数线性规划模型，然后对模型进行求解。本发明充分发挥了电网中抽水蓄能水电站调峰作用，同时提升了电网调度的精细化水平，保证了电站的安全稳定运行。CN110533236ACN110533236A权利要求书1/7页1.一种水电站短期精细化调峰调度方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)，设置条件，包括各电站上下库初始水位和下库调度期末控制水位、机组出力限制、机组发电流量限制以及省网的负荷曲线；步骤(2)，采用电网负荷峰谷差Fk最小为目标，则目标函数表示如下：式中：k为电网编号；T、t分别为调度周期和调度时段，h；Ck，t、C′k，t分别表示电网k在t时段的系统负荷和剩余负荷，MW；M为电站总数；为电站i和电网k之间的电力传输，MW；之后引入两个辅助变量，所述的两个辅助变量为电网k的最大剩余负荷和电网k的最小剩余负荷C′k，且满足将目标函数转化为转化后的目标函数包含K个电网的调峰优化目标，引入权重法将其转换为单目标问题，同时在目标转换过程中对各电网剩余负荷进行归一化处理，则转换后的最终目标函数为：其中，K为省级电网总数；wk为电网k的权重系数；F′k是电网k归一化之后的负荷峰谷差，为电网k的最大原始负荷；步骤(3)，发电净水头约束如下式：式中：Hi，j，t为电站i的第j台机组在t时段的发电净水头，m；分别为电站i在t时段末的上库和下库水位，m；分别为电站i在t时段初的上库和下库水位，m；hli，j，t为电站i的第j台机组在t时段的发电水头损失，m；分别为电站i在t时段末的上库和下库库容，m3；分别为电站i上库和下库的水位-库容关系函数；之后采用分段线性插值法分别对上库和下库的水位-库容关系函数进行线性化处理；步骤(4)，机组运行状态约束如下式：式中：为电站i的第j台机组在t时段的发电状态变量，若机组j处于发电状态则否则为电站i的第j台机组在t时段的抽水状态变量，若机组j处于抽水状2CN110533236A权利要求书2/7页态则否则Ji为电站i的机组总台数；之后，引入0-1整型变量对进行线性化处理；步骤(5)，水轮机动力特性约束如下式：式中：为电站i的第j台机组在t时段的发电出力；Hi，j，t为电站i的第j台机组在t时段的发电净水头；为站i的第j台机组在t时段的发电流量；为电站i的第j台机组的发电出力和发电流量、发电水头间的二元关系函数；之后对水轮机动力特性约束进行线性化处理；步骤(6)，水泵动力特性约束如下式：式中：为电站i的第j台机组的流量和水头的关系函数；采用分段线性插值法对水泵动力特性约束进行线性化处理；步骤(7)，根据步骤(1)设置的条件，并将步骤(2)-(6)线性化后的目标函数和约束与其余线性约束一起构建成标准的混合整数规划模型，然后进行求解，得到各时段水库水位、机组状态和机组出力；最后根据求解得到的内容对水电站进行调度；所述的其余线性约束包括上下库水量平衡约束、库容约束、水库初末水位限制、机组出力约束、机组流量约束和机组运行持续时间约束。2.根据权利要求1所述的水电站短期精细化调峰调度方法，其特征在于，步骤(3)中，对上库的水位-库容关系函数进行线性化处理的步骤如下：①将上库库容区间划分为N个子区间，各分界点定义为：式中：分别为水电站i的上库库容的最大和最小值；为电站i的上库库容第n个子区间和第n+1个子区间的分界点；为所对应的上库水位；为电站i上库的水位-库容关系函数；②引入0-1整型变量ri，t，n，且满足约束其中ri，t，n为指示变量，当电站i在t时段的上库库容位于第