一種基于情境分析的大中小水電短期可消納電量最大協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及水電優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于情境分析的大小水電短期可消納電量最大協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法，采用模糊聚類(lèi)方法構(gòu)建各分區(qū)小水電出力情境及其概率分布，然后結(jié)合啟發(fā)式搜索和關(guān)聯(lián)搜索方法進(jìn)行求解。針對(duì)分區(qū)無(wú)法消納的棄電量期望值，利用大中型水電良好的調(diào)節(jié)能力，引入約束逐級(jí)放松策略進(jìn)一步提高水電的消納能力。本發(fā)明的有益效果是能夠增強(qiáng)大水電出力靈活性以適應(yīng)小水電送出需求，從而提高水電消納能力，減少小水電對(duì)主網(wǎng)的沖擊，實(shí)現(xiàn)分區(qū)外送出力限制下的大小水電短期協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度，對(duì)提高水電富集地區(qū)清潔能源利用率，深化節(jié)能減排具有較好的參考價(jià)值。
【專(zhuān)利說(shuō)明】-種基于情境分析的大中小水電短期可消納電量最大協(xié)調(diào) 優(yōu)化調(diào)度方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水電優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域，涉及一種基于情境分析的大小水電短期可消 納電量最大協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法。 技術(shù)背景
[0002] 中國(guó)水電事業(yè)經(jīng)過(guò)最近二十年的迅猛發(fā)展，已經(jīng)擁有世界上規(guī)模最大的水電裝機(jī) 容量，無(wú)論大中型水電還是小水電，均居世界首位。我國(guó)小水電是指裝機(jī)規(guī)模為50MW及以 下的水電站，大于5(MW的為大中型水電站。我國(guó)小水電主要集中在西南地區(qū)，僅云南、四川 和西藏就接近我國(guó)小水電可開(kāi)發(fā)資源的一半。這些地區(qū)的小水電在電網(wǎng)中占的比重較大， 部分地區(qū)的小水電發(fā)電能力已經(jīng)超出了本地用電需求。在汛期，這些位于電網(wǎng)末端的富余 水電主要通過(guò)低電壓、長(zhǎng)鏈狀、遠(yuǎn)距離通道外送，與大中型水電相互擠占通道，不僅不利于 水電大規(guī)模消納，也嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。受小水電點(diǎn)多、面廣、容量小、調(diào)節(jié)性能較 差，通信條件差、采集困難等原因，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)小水電發(fā)電能力在現(xiàn)階段非常困難，給大小水 電協(xié)調(diào)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，因此，如何協(xié)調(diào)大小水電發(fā)電計(jì)劃，最大限度、科學(xué)可靠地消納水電 富集地區(qū)的水電是我國(guó)西南地區(qū)電網(wǎng)水電運(yùn)行與控制面臨的突出問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外沒(méi)有成熟和 可靠參考的方法和技術(shù)借鑒，進(jìn)而影響整個(gè)電網(wǎng)水電發(fā)電計(jì)劃的制定和執(zhí)行。。
[0003] 傳統(tǒng)的水電系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度研究主要針對(duì)大中型水電或水火電系統(tǒng)。一般都不考慮 小水電影響或?qū)⑿∷姵隽ψ鳛榇_定值在地區(qū)負(fù)荷中直接扣減，但對(duì)于小水電滲透率高的 電網(wǎng)，這種簡(jiǎn)化難以反應(yīng)小水電出力的隨機(jī)性和波動(dòng)性對(duì)主網(wǎng)造成的影響，極易增加系統(tǒng) 備用容量，導(dǎo)致小水電大規(guī)模棄電，且在某些情況下對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定有重大影響。
[0004] 本發(fā)明基于"863"重大專(zhuān)項(xiàng)成果，以云南電網(wǎng)為實(shí)際背景，考慮小水電發(fā)電能力預(yù) 測(cè)的隨機(jī)性和波動(dòng)性，通過(guò)分區(qū)控制，結(jié)合協(xié)調(diào)優(yōu)化方法和策略，能夠?qū)Υ笾行∷娺M(jìn)行協(xié) 調(diào)分析，制定出既滿(mǎn)足電網(wǎng)安全，又能較大規(guī)模地消納汛期豐富水電的發(fā)電計(jì)劃，減少無(wú)益 棄水。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于情境分析的大中小水電短期可消納電 量最大協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法，可以在小水電擠占分區(qū)外送通道導(dǎo)致輸電資源緊張的情況下， 更好地利用大中型水電良好的調(diào)節(jié)能力，配合小水電外送，達(dá)到統(tǒng)籌和消納水電資源的目 標(biāo)。
[0006] 本發(fā)明的一種基于情境分析的大小水電短期可消納電量最大協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法， 按照下述步驟（1)-(4)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度搜索過(guò)程 ：
[0007] (1)模糊聚類(lèi)是采用模糊數(shù)學(xué)語(yǔ)言對(duì)樣本進(jìn)行分類(lèi)的方法。首先提取模糊聚類(lèi)樣 本對(duì)應(yīng)時(shí)間范圍內(nèi)各分區(qū)小水電每日計(jì)劃和實(shí)際出力過(guò)程，并累加為各分區(qū)的計(jì)劃和實(shí)際 值，根據(jù)下式利用模糊聚類(lèi)迭代模型對(duì)小水電計(jì)劃和實(shí)際出力進(jìn)行分析，得到在固定計(jì)劃 類(lèi)型的情況下，出現(xiàn)不同種類(lèi)的實(shí)際出力類(lèi)型的概率；

【權(quán)利要求】
1. 一種基于情境分析的大小水電短期可消納電量最大協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征包括 如下步驟， (1) 先提取模糊聚類(lèi)樣本對(duì)應(yīng)時(shí)間范圍內(nèi)各分區(qū)小水電每日計(jì)劃和實(shí)際出力過(guò)程，并 累加為各分區(qū)的計(jì)劃和實(shí)際值，根據(jù)下式利用模糊聚類(lèi)迭代模型對(duì)小水電計(jì)劃和實(shí)際出力 進(jìn)行分析，得到在固定計(jì)劃類(lèi)型的情況下，出現(xiàn)不同種類(lèi)的實(shí)際出力類(lèi)型的概率；
式中j為樣本序號(hào)為樣本j隸屬于類(lèi)別h的相對(duì)隸屬度；k和C分別為類(lèi)別標(biāo)號(hào)和 分類(lèi)數(shù)目；i為指標(biāo)序號(hào);h為規(guī)格化之后的第j個(gè)樣本的第i個(gè)指標(biāo)特征值；Slh為類(lèi)別h 指標(biāo)i的聚類(lèi)特征規(guī)格化數(shù)Wi為指標(biāo)i的權(quán)值；P為可變距離參數(shù);m為樣本的指標(biāo)個(gè)數(shù)； η 為樣本個(gè)數(shù)；h = 1，2,…，c ;i = 1，2,…，m ;j = 1，2,…，n ; (2) 由電站來(lái)水情況以及始末水位控制條件估算發(fā)電用水量進(jìn)而預(yù)估電站電量，采用 逐次切負(fù)荷方法生成各電站的初始解，然后針對(duì)電量估算誤差對(duì)初始解進(jìn)行修正以滿(mǎn)足控 制方式要求和各個(gè)約束條件； (3) 以期望值最大為目標(biāo)，建立從一個(gè)初始解開(kāi)始，持續(xù)地在當(dāng)前解的鄰域中搜索比當(dāng) 前解更優(yōu)的可行解，并以其替代當(dāng)前解，直到在當(dāng)前解的鄰域中找不到更優(yōu)解為止的關(guān)聯(lián) 搜索模式，在初始解的基礎(chǔ)上采用關(guān)聯(lián)搜索對(duì)問(wèn)題進(jìn)行求解； (4) 計(jì)算棄電量期望值Eltjst，如果存在棄電，且不滿(mǎn)足下式，則根據(jù)約束放松規(guī)則逐級(jí) 放松約束，并采用關(guān)聯(lián)搜索算法進(jìn)行求解，直到分區(qū)出力棄電滿(mǎn)足下式或所有允許放松條 件都已使用； D μ - sc 式中為無(wú)棄電的情境數(shù)；μ為需要滿(mǎn)足的無(wú)棄電情境的比例；E=fl%為所 g=l 有小水電出力情境組合數(shù)。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104392284SQ201410709642
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】程春田, 劉本希, 武新宇, 牛文靜, 李秀峰, 蔡華祥, 蔡建章 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)