一种面向多电网的水电站短期调峰特征值搜索方法

摘要

本发明公开了一种面向多电网的水电站短期调峰特征值搜索方法，属于水电能源优化运行和电力系统发电优化调度技术领域。本发明以各受电电网剩余负荷的最值作为特征值，在特征值限制范围内逐步调整特征值所在时段出力，逐步修正各电网受电过程以满足水电站运行限制要求。本发明根据调度期可用水量大小将多电网短期调峰分成非弃水模式与弃水模式两种调度模式。在非弃水模式下，以考虑电网典型负荷特性及调峰要求为主，在满足下游综合用水要求的前提下，尽量发挥水电站调峰容量效益，用电高峰多发电，用电低谷少发电；在弃水模式下，水电站满发运行，在给定电网分电比要求下，以剩余负荷方差最小为目标，通过经典粒子群算法制定电网受电计划。

主权项

一种面向多电网的水电站短期调峰特征值搜索方法，其特征在于，包括：步骤1计算调度期可用水量，并估算水电站调度期的最大出力容量，根据平均下泄流量判断水电站是否有弃水，有则执行步骤7，否则执行步骤2；步骤2各电网以所述最大出力容量为上限，按各自的预测负荷曲线单独使用逐次切负荷法得到多条出力曲线并累加，获得水电站初始出力过程，并判断所述初始出力过程是否满足时段最大最小出力约束，若不满足则将不满足约束的部分累加起来作为出力调整步长ΔE，然后执行步骤3，否则执行步骤4；步骤3当水电站发电不足时，则执行子步骤(3‑1)；当水电站发电过多时，则执行子步骤(3‑2)：(3‑1)按所述出力调整步长ΔE增加出力，将所述出力调整步长ΔE按各电网分电比R^g分为G份：ΔE^g＝R^gΔE，其中，ΔE^g表示需要分配到g号电网的出力调整步长，g∈[1,G]，并寻找各电网余荷最大的时段，并将ΔE^g分配至该时段；若受约束的限制，单一时段不能将增加的电量完全消纳，则将剩余电量分配至已调整时段之外的余荷最大时段，不断重复上述过程，即将ΔE^g不断分配到已调整时段之外的余荷最大时段，直到剩余电量为零则停止继续分配，重新计算水电站总出力，执行步骤4；(3‑2)按所述出力调整步长ΔE减小出力，按所述子步骤(3‑1)的方法，在满足保证出力约束的前提下，逐个遍历各受电电网，寻找余荷最小的时段减小出力，直至ΔE分配完毕；重新计算水电站总出力，执行步骤4；步骤4处理水电站出力最小持续时间约束和出力变幅约束，其中，处理所述出力最小持续时间约束时将最小持续时间Δt内的出力平均值作为所述最小持续时间Δt内的出力值，以在满足最小持续时间约束的同时保证出力总量不变；处理所述出力变幅约束时判断相邻两个时段出力P_t‑1和P_t是否满足如下式所示的出力变幅约束：|P_t‑1‑P_t|≤ΔP其中，ΔP为水电站时段允许最大出力变幅；步骤5根据水电站出力过程计算水电站各时段水位及下泄流量过程，并对违反下泄流量及运行水位约束的时段进行处理，判断调度期末计算水位是否满足控制末水位约束，若所述计算末水位不等于所述控制末水位，则执行步骤6；否则得到水电站出力及各电网受电结果，流程结束，其中，所述运行水位约束为：$Z_t^{\min }\le Z_t\le Z_t^{\max }$所述下泄流量约束为：$Q_t^{\min }\le Q_t\le Q_t^{max}$时段水位/下泄流量变幅约束为：$\left\{\begin{array}{c}|Z_t-Z_{t-1}|\le \Delta Z\\ |Q_t-Q_{t-1}|\le \Delta Q\end{array}\right.$其中，分别表示水电站t时段水位上下边界；分别表示水电站t时段下泄流量上下边界；ΔZ、ΔQ分别表示水电站时段允许最大水位变幅和下泄流量变幅；步骤6若所述计算末水位大于所述控制末水位，则水电站发电不足，按所述出力调整步长ΔE，增加出力，转至执行所述步骤3；若所述计算末水位小于所述控制末水位，则水电站发电过大，按所述出力调整步长ΔE减小出力，转至执行所述步骤3；步骤7随机生成各电网受电过程，作为粒子的初始位置，处理最小持续时间约束，其中，粒子的初始位置按下式确定：$P_t^g=\left\{\begin{array}{cc}r\times p^{\max }& if(g=1)\\ r\times \left(p^{\max }-\underset{i=1}{\overset{g-1}{\Sigma }}{P}_t^i\right)& if(g>1andg<G)\\ p^{\max }-\underset{i=1}{\overset{G-1}{\Sigma }}{P}_t^i& if(g=G)\end{array}\right.$调整各电网受电量的出力调整步长计算公式为：${\mathrm{\Delta E}}^g=R^g\underset{t=1}{\overset{T}{\Sigma }}{P}_t-\underset{t=1}{\overset{T}{\Sigma }}{P}_t^g$其中，r为0～1的随机数；P_t表示t时段出力；P^max表示时段最大出力；T表示一日内调度期总时段数；t∈[1,T]表示调度时段号，并通过经典粒子群算法以剩余负荷方差最小为目标进行寻优计算，若粒子位置不满足电网分电比约束，则通过所述步骤3中的方法对受电过程进行修正，当算法达到最大迭代次数时，计算终止，以粒子群全局最优解作为各电网受电计划结果。