[发明专利]一种富水电地区窝电分析及上网电量动态调整方法

说明书

技术领域

本发明涉及电网规划和水库调度运行领域，特别涉及一种富水电地区窝电分析及上网电量的动态调整方法。

技术背景

水电是重要的可再生能源，开发利用丰富的水力资源对提高清洁能源利用比重、改善能源结构、保证国家能源安全、满足电力增长需求和减少温室气体排放、保护环境等方面具有重要意义。我国水电资源丰富，主要集中在西部地区，截至2010年底，中国西南地区水电建设建设规模约4500万kW，占全国在建水电规模的85％左右。西南地区小水电可开发量为7952.9万千瓦，占全国的62.1％，因其技术成熟、投资少、清洁可再生、可推动农村地方经济等优点，每年以超过近300万MW的速度进行投产，实现了超常规跨越式发展。然而，随着国家、政府低碳经济发展模式、产业机构调整和能源战略发展规划等的深入推行，西部地区用电负荷增速缓慢，电源增长与负荷增长将进一步失衡，大量上网电源无法就地消纳，需通过大规模、远距离外送进行消纳。但国内电网网架建设之初未考虑到现阶段的大量电源集中上网的情况，目前结构普遍比较薄弱，加之西部地区地形复杂、保护区众多、生态脆弱，可供建设输电线路的通道资源十分有限，并且汛期西南地区来水量大且集中，大规模小水电与大中型水电来水具有同步性。此时电源大量上网汇集，大规模小水电与大中型水电挤占数量有限的送出通道，导致部分薄弱断面下上网电量超出其极限输送能力，不能通过断面安全校核，导致电网安全稳定运行受到威胁，产生严重的窝电、弃水现象。

本发明成果前瞻电网未来发展，目前国内相关研究成果和文献报道大多针对梯级水电站的优化调度、大规模小水电的发电计划制作，尚未见过大规模小水电与梯级水电站的联合调度，尤其是考虑到电网网架限制导致窝电情况下的上网电量协调问题。本成果在我国富水电地区的水库运行调度、电网运行管理中，具有重要的率先垂范意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于图论的电网窝电分析方法和窝电断面下上网电量动态调整方法，可对不同时间尺度的的电网运行方式进行窝电分析，找到电网外送电量薄弱环节，并调整受阻断面下各电源上网电量，在保证电网安全稳定运行的前提下，合理调整各电源上网电量，均衡各发电企业效益。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种基于图论的电网窝电分析方法和窝电断面下上网电量动态调整方法，按照下述步骤(1)-(6)实现一次窝电分析与上网电量动态调整计算，见图1：

(1)通过历史运行资料建立一元线性回归模型预测无径流资料地区小水电发电能力；

(2)以总发电量最大为目标建立流域大中型水电群优化模型，并采用逐次逼近思想进行降维求解出大中型水电站出力；

(3)基于图论的方法，将地区电网网架抽象成节点和线路各具属性的有向图，制作地区电网窝电分析模型；

(4)将地区小水电发电能力、大中型水电站出力当做初始上网电量，连同地区负荷预测值输入窝电分析模型中；

(5)采用深度优先遍历(DFS)算法遍历解析窝电分析模型，标记线路等级，计算各输电断面下上网电量，并对各断面进行安全校核，得出地区电网窝电信息；

(6)将存在窝电现象的断面按电压等级由低到高排序，采用“多级断面趋近等比例受阻”的方法对断面下上网电量进行调整，以满足电网安全稳定运行的前提下，合理分配电网弃水电量，均衡发电企业效益。

本发明对比现有技术有如下有益效果：本发明一种基于图论的窝电分析及上网电量动态调整方法，可图形可视化电网网架拓扑结构，进行窝电分析快速、准确定位电网网架的薄弱环节，并对断面下上网电量进行调整，在保障电网安全稳定运行的前提下，合理分配断面下上网电量，均衡各发电企业效益。其技术方案为：基于图论将电网网架图抽象成为节点和线路各具属性的有向图，建立窝电分析模型，将初始上网电量、本地消纳负荷等数据输入模型，进行窝电分析，确定窝电受阻断面；并采用“多级断面趋近等比例受阻方法”对窝电断面下上网电量进行调整。本发明的有益效果是前瞻电网未来发展，在保证电网安全稳定运行的前提下，合理调整各电源上网电量，均衡各发电企业效益。

附图说明

图1是窝电分析与上网电量调整整体流程。

图2是窝电分析模型建立：电网网架图抽象成为有向图。

图3是深度优先算法(DFS)遍历解析窝电分析模型流程图。

图4是窝电分析模型解析结果。

图5是“多级断面趋近等受阻比例”方法上网电量调整流程图。

图6是某地区110kV及以上电网网架图。

图7是某地区窝电分析模型。