[发明专利]一种考虑电网断面约束的梯级水电日前调度方法

说明书

本发明属于梯级水库群发电优化调度领域，具体为一种考虑电网断面约束的梯级水电日前调度方法，通过在模型中引入潮流计算，研究梯级水电接入对电网的影响，为了避免多次计算系统潮流对模型求解效率的影响，提出了水电转移分布系数来表征电网特定输电断面有功功率与梯级水电站有功功率之间的关系，从而将电网断面约束转化为梯级水电站有功出力约束，最后采用改进的粒子群算法对模型进行求解，输出梯级电站水位、出力、梯级发电量，本发明能够在保证水电站发电效益的同时，提高电网安全性。

技术领域

本发明属于梯级水库群发电优化调度领域，具体为一种考虑电网断面约束的梯级水电日前调度方法。

背景技术

受水资源分布条件的限制，大规模集中式开发是目前梯级水电开发采取的主要形式。由大量水电站构成的流域梯级电站经过不同电压等级的外送通道上送至不同电网，再输送至负荷中心进行消纳。随着梯级水电站数量和装机容量的逐渐增加，梯级水电站对电力系统的影响也在不断增加。梯级水电站上游与下游之间存在复杂的耦合关系，使得制定梯级水电站运行策略极其困难。

目前，中长期和短期梯级水电调度研究相对成熟，国内外专家学者针对多阶段、非线性、高维梯级水电问题，建立了多种模型，提出了包括动态规划及其改进算法、智能算法在内的一系列求解方法。动态规划作为一种可行的求解梯级水电调度的方法，当离散精度足够高时，可以获得高质量的解。然而，随着水库数量的增加，动态规划将面临严重的“维数灾”问题。虽然已有许多基于动态规划的改进方法，但这一问题始终存在，智能算法求解梯级水电调度模型的效率更高，但求解结果不稳定，有时会陷入局部最优。

现有研究大多将输电断面约束视为输电线路的有功功率约束，断面有功功率是通过输电断面输送的水电站有功功率之和。然而，由于不同电网的网架结构、负荷需求不同，梯级水电的接入会对电网运行产生不同程度的影响，在这种情况下，水电调度面临多级输电断面限制，断面有功功率不仅与梯级水电的有功功率有关，还与除水电和电网负荷需求以外的其他发电机的有功功率有关，因此模型中的输电断面约束将变得更加复杂，梯级水电站的运行策略必须保证电网的安全稳定，因此，有必要研究适应水电开发和电网需求的梯级优化调度模型。

发明内容

本发明目的在于提供一种考虑电网断面约束的梯级水电日前调度方法，通过在模型中引入潮流计算，研究梯级水电接入对电网的影响，为了避免多次计算系统潮流对模型求解效率的影响，提出了水电转移分布系数来表征电网特定输电断面有功功率与梯级水电站有功功率之间的关系，从而将电网断面约束转化为梯级水电站有功出力约束，最后采用改进的粒子群算法对模型进行求解。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种考虑电网断面约束的梯级水电日前调度方法，包括以下步骤：

S1，建立梯级水电优化模型，模型的目标函数包括梯级发电量最大和电网剩余负荷总方差最小：

梯级发电量最大表示为：

受端电网剩余负荷总方差最小表示为：

式中：T为整个调度周期的时段数；M为梯级水库总数；i为从上游至下游的梯级水库编号；t为调度周期内的时段编号；P_i,t为电站i时段t的出力；Δt为第t个调度时段对应的小时数；C_t为时段t电网在不计水电情况下的剩余负荷；

S2，步骤S1的水电模型为多目标非线性模型，采用约束转化法处理目标函数式，并在原模型中加入新的约束条件；

S3，在步骤S2的基础上，对多目标非线性模型采用改进的粒子群优化算法进行求解，输出梯级电站水位、出力、梯级发电量。

优选的，所述梯级水电优化模型的约束条件包括梯级水电约束和电网约束，具体为以下内容：

水量平衡约束