[发明专利]考虑电网断面约束的水电站群月度交易计划电量分解方法

说明书

本发明涉及一种考虑电网断面约束的水电站群月度交易计划电量分解方法，属于水电调度运行技术领域。本发明以调度期耗水量最小为目标，考虑电网主要输送断面控制极限，采用多维搜索算法能够快速确定水电站群的月度交易计划电量分解方案。首先提取各电站的月度交易计划电量，构建考虑电网输电断面限制的水电站群耗水量最小模型；其次从时间、电站、可行域三个维度构建多维搜索算法，针对电网断面极限约束，引入校核修正策略，即先松弛进行优化计算，针对优化结果逐一校核各断面出力是否违反约束，若违反则采用等比例缩减及负荷转移策略保证满足断面安全约束。本发明能有效减少系统的发电耗水量，为电力市场环境下中长期交易计划执行提供了技术思路。

技术领域

本发明属于水电调度运行技术领域，具体涉及一种考虑电网断面约束的水电站群月度交易计划电量分解方法。

背景技术

最近十多年是我国水电和电网建设的高速发展时期，西南金沙江、澜沧江、雅砻江等特大流域干流梯级水电站群集中投产运行，形成了一批装机容量超千万千瓦的大规模梯级水电系统，全国水电装机也从2004年突破1亿kW快速增长到2018年3.5亿kW，增幅高达2.5倍；与此同时，超/特高压交直流配套输电工程逐步投运，以楚穗直流、普侨直流、牛从直流、金中直流等特高压直流联络线为纽带，实现了小湾、糯扎渡、梨园、阿海、金安桥、溪洛渡等大型水电站跨流域跨省区互联运行，水电系统迈入到更为复杂的调度运行阶段。

在互联运行平台下，水电站并网关系非常复杂，既有单一流域上下游水电站并入不同输电控制断面(如澜沧江干流下游功果桥、小湾、糯扎渡等分别并入金中直流、楚穗直流、普侨直流)，也有不同流域水电站并入同一输电控制断面(如小湾和金安桥电站同时并入楚穗直流)，这种并网关系实质是复杂的电网安全运行约束，会直接影响水电站的发电方式和并网规模，再加之市场环境下新的电力交易合约电量控制条件，以及传统的水电站水库自身的运行要求与限制，从而形成了时空高度耦合的水力电力约束条件集，使得水电系统调度运行建模及求解面临很大困难，需要切实有效的实用化模型和方法。

发明内容

针对以上问题，本发明依托国家自然科学基金面上项目(51579029)，提出一种考虑电网断面约束的水电站群月度交易计划电量分解方法，该方法以调度期耗水量最小为目标，考虑电网主要输送断面控制极限，采用多维搜索算法能够快速确定水电站群的月度交易计划电量分解方案。该发明通过澜沧江和金沙江水电站群月度交易电量分解得到验证，结果显示在保证电量分解方案合理的情况下，有效减少了系统的发电耗水量，为电力市场环境下中长期交易计划执行提供了技术思路。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

考虑电网断面约束的水电站群月度交易计划电量分解方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，获取各水电站的月度交易计划电量以及月初水位、入库流量、水位限制、出力限制、出库限制信息；

步骤(2)，按照逐日等电量均分方法生成月度分解方案的初始解；

步骤(3)，以耗水量最小为优化目标，构建跨流域水电站群月度电量分解优化模型f，见式(1)：

式(1)中，Q_m，t为水电站m在t时段的发电流量，Q_m，t＝f(P_m，t，Z_m，t)，Z_m，t为电站m在t时段的库水位；P_m，t为电站m在t时段的平均出力；Δt为t时段小时数，M和m分别为水电站总数和编号，1≤m≤M；T和t分别为调度期时段总数和时段编号，1≤t≤T；

步骤(4)，根据约束条件，采用多维搜索方法求解步骤(3)中的跨流域水电站群月度电量分解优化模型f；

所述的约束条件包括交易电量平衡约束、水量平衡约束、库水位约束、发电流量约束、出库流量约束、出力约束和电网安全约束。