基于SSA-LSTM模型的水电站能效综合评价方法

随着我国电力体制改革不断深化,水电已告别传统粗放型发展模式,亟需配套更为成熟、通用的能效评价体系指导水电运行调度工作。因此,提出一种基于深度学习的水电站能效综合评价方法,引入长短期记忆网络(LSTM)构建水电站理论发电量模型,对于给定的原始发电序列,利用奇异谱分析(SSA)提取出其趋势项、周期项及噪声,对前二者分别构建LSTM网络模拟后叠加得到理论发电量计算结果,在此基础上提出相对增发效益指标、能效相对提高率指标,利用熵权法得到水电站综合得分值,进而对南部某省12座电站进行能效评价。结果表明,该方法可以充分反映水电在调度运行中的能效特点,研究结果对优化水电站调度策略、提高水电调度水平具有借鉴意义。

多时间尺度嵌套的梯级水电可承载风光资源规模研究

随着双碳目标的提出,我国能源结构正逐步以依赖化石能源转向以可再生清洁能源体系为主。然而以风电和光伏发电为代表的清洁能源因出力波动性与不确定性难以单独运行并网消纳。水电站具有良好的调节能力,可与风电场、光伏电站联合运行,平抑新能源发电的不稳定性。我国西南地区水能资源丰富,建设有大量具有调节性水库的梯级水电站,将梯级水电与流域周边风电、光伏资源互补运行,充分利用梯级水电的调节能力打捆外送优质电能是实现能源转型的重要手段。为量化梯级水电站对风电、光伏资源的承载能力,提出了水电中长期优化调度—水风光短期优化配置的嵌套计算模型。以水电中长期优化调度计算结果确定短期调度计算边界,在短期调度时调整风电、光伏规模,以源荷匹配度最大、发电量最大和弃电率最小为目标进行优化调度,采用分层嵌套策略进行解耦,以计算梯级水电站可承载的风电、光伏资源规模。应用该模型于雅砻江流域梯级水电站群,计算得到雅砻江流域“三库七级”梯级水电站承载风电、光伏资源规模。研究结果表明:考虑2025规划水平年以及5%弃电率约束,雅砻江流域梯级水电可承载风电资源规模139.6万kW、光伏资源规模1074万kW。研究成果对优化流域内水风光多能互补发电系统具有参考价值。

含混合式抽水蓄能电站的水光蓄日内互补运行研究

在传统水电机组基础上加入可逆式机组构成混合式抽水蓄能电站增加水电调节能力,可与光伏电站联合运行,平抑新能源发电的不稳定性。为研究不同季节典型日下,含混合式抽水蓄能电站的水光蓄互补运行方式,构建以发电量最大和出力波动最小为目标的水光蓄互补运行短期调度模型,提出双层嵌套模型求解思路,考虑光伏出力的波动性,求解不同运行工况下含混合式抽水蓄能电站的水光蓄互补运行短期调度模型。计算结果表明,在不同来水及不同光伏出力过程的前提下,混合式抽水蓄能电站可采取不同运行工况以满足目标函数,不仅可以促进光伏并网消纳,还可增加水电发电量,减少弃水,为大量光伏资源并网下混合式抽水蓄能电站运行方式提供参考。

大规模水能富集电网短期多目标嵌套多能互补运行方式研究

在“双碳”的背景下,亟需深入研究如何促进多能互补系统内不同能源之间的协同作用,促进能源深度融合。针对这一问题,在考虑水能富集地区大规模电网不同断面输送电任务的情况下,提出一种区分内外层,逐层递进优化并尽可能消纳风光清洁能源,且兼顾全网源荷匹配程度的多目标嵌套多能互补模型,两层均采用混合整数线性规划算法(MILP)进行求解。内层立足于断面角度,以通道利用率最大化为目标,将水风光打捆进行互补优化,使其出力最大化,尽可能占满通道。外层立足于全网角度,以源荷匹配最大化为目标,采用全网水风光电源联合调节后的剩余负荷波动最小来表达源荷匹配目标,使剩余负荷平稳。本文以西南某水能富集地区大规模电网为研究对象,包含304座水电站,12个断面,选取夏秋丰水期和冬春枯水期风光峰谷差最大日、风光平均发电日共4个典型日进行模拟计算,得到电网丰水期平均通道利用率约为80%,枯水期平均通道利用率约为40%,丰枯期内全网剩余负荷波动率均小于5%。得出以下结论:在夏秋丰水期,水风光系统可为电网提供更多电能,在冬春枯水期,水风光系统出力过程更为稳定。在风光出力平稳时期可为电网提供更多电能,同时使得电网运行更为稳定。本次研究成果对大规模水能富集地区电网多能互补优化调度运行提供参考。

基于FT-MILP算法的大规模水电中长期优化调度研究

随着国内水利事业的快速发展,水电系统规模不断扩大,已有的模型设计通用性不强,优化调度维数灾问题日益凸显。为此,采用森林结构(FT)描述水电站群拓扑结构,利用混合整数线性规划算法(MILP)对模型中非线性函数进行分段线性插值处理,构建了基于FT-MILP算法的大规模水电系统中长期优化调度模型。以我国四川地区大型水电基地277座水电站为例,将所提FT-MILP算法与传统POA算法进行优化调度计算,并将优化调度结果与实际运行结果相比。结果表明,在丰、平、枯水年,大规模水电场景下,FT-MILP算法的水库群总发电量分别为传统POA算法的99.27%、99.14%、99.55%,计算效率约为传统POA算法的20倍,丰枯电量比分别由实际运行的2.26∶1、2.13∶1、1.98∶1减少为1.79∶1、1.70∶1、1.62∶1。因此FT-MILP算法在牺牲少量理论发电效益的同时,大幅缩短了计算耗时,且优化了丰枯出力结构,对于研究我国巨大规模的水电优化调度问题有一定的借鉴意义。

基于二次分解和JSO-TCN模型的短期光伏功率预测

针对光伏功率数据稳定性低、波动性大以及通过单一模型难以全面捕捉信号非线性特征的问题,提出了一种基于二次分解和JSO-TCN模型的光伏预测模型。该模型首先通过自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)对实际光伏功率数据进行分解;然后分别计算各分量的样本熵,并通过K-means++聚类为高频、中频和低频3个分量,再利用变分模态分解(VMD)对熵值最高的模态分量进行二次分解;最终将处理后的数据输入到时序卷积网络(TCN)中并采用水母优化算法(JSO)对TCN进行参数优选。以西南地区某光伏电站为例,相比于其他模型,本模型在3类指标上均具有优势,决定系数(R 2)为98.29%、平均绝对误差(MAE)为0.481 MW、均方根误差(RMSE)为0.674 MW。由此可知,基于二次分解和JSO-TCN模型预测精度高、误差小,能够为该地区电网调度提供参考。

人工神经网络在用电量预测中的应用

人工神经网络是模仿人脑神经元结构、特性和大脑认知功能而构成的新型信号、信息处理系统。文中采用的人工神经网络反向传播模型 (BP网络 )对四川省历年用电量历史数据样本进行学习 ,分析年用电量的发展趋势 ,然后进行长期 (年 )预测 。

分时电价下多用途水库的运用方式研究

提出了考虑丰枯、峰谷分时电价因子的多用途水库水电站优化调度模型 ,并应用遗传算法求解。通过四川省紫坪铺水库的运用研究表明 ,是否考虑分时电价对水库的运用方式会产生较大影响。分时电价调度模型可使电站可靠出力提高 ,能够达到水资源合理利用 ,有利于调节水电站开发 ,并能较好地协调发电与供水矛盾 ,具有推广应用价值。

分时电价下综合利用水库水电站的运营方式研究

本文首先提出了考虑丰枯分时电价的综合利用水库水电站长期优化运行模型 ,并应用遗传算法求解出可利用电量 ,在此基础上 ,考虑峰谷电价差 ,以满足供水要求基荷运行 ,所余电量尽可能用于调峰。通过四川省紫坪铺水库的运用研究表明 ,它能较好地协调发电与供水矛盾。

确定两部制上网电价的长期边际成本方法

随着发电侧电力市场的开放和“厂网分开、竞价上网”的实施,单一的电量电价制已不适应电力市场健康、协调、持续发展的要求,建立符合市场经济规律的两部制上网电价体系已为大势所趋。在分析单一制电量电价弊端的基础上,提出应用长期边际成本原理确定两部制上网电价的方法,并给出了算例。计算研究表明,两部制上网电价体现了同网同质同价原则,体现了合理补偿成本、合理确定收益的原则,有利于市场竞争,有利于融资,符合当前电力体制改革方向,是一种衔接新老电力体制的较好模式。

遗传算法在桁架结构优化设计中的应用

本文提出桁架结构系统优化设计的新方法—遗传算法。它与常规化算法的不同之处在于从多个初始点开始寻优，并采用交迭和变异算子避免过早地收敛到局部最优解，可获得全局最优解，且不受初始值影响。该算法不必求导计算，编程简单、快捷，尤其适用于具有离散变量的结构优化设计问题。

水电站群优化调度的FP遗传算法

水电站群的优化调度是个含有线性与非线性约束，而且目标函数是非线性的动态最优控制问题，已有的优化方法大多基于数学规划技术。本文提出一种新方法，即浮点表示的遗传算法（简称ＦＰＧＡ），它的主要优点在于状态和控制变量不必离散化，所需内存少，编程简单，它为克服水电站群优化调度“维数灾”问题提供了一条新途径。

水电站优化调度的FP遗传算法

水电站的优化调度是个含有线性与非线性约束，而且目标函数呈非线性的动态控制问题，已有的优化方法大多基于数学规划技术．本文提出一种新方法，即人工智能浮点表示（ＰｌｏａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ简称ＰＰ）的遗传算法．它的主要优点在于状态和控制变量不必离散化，所需内存少，缩程简单，它为克服水库（群）优化运行“维数灾”问题提供了一条新途径．

长期边际成本电力定价方法研究

随着我国社会主义市场经济体制的逐渐建立，电力价格必须适应市场，走向市场，建立科学、合理的电价形成机制。而迄今为止采用的会计成本定价方法已不能适应电力市场发展的需要。边际成本定价理论已被国外的实践证明为是一种对社会、对电力企业都行之有效的一种方法。本文以某电网作为研究对象，对边际成本定价理论和方法进行了探索性研究，研究表明，该定价方法理论先进、科学，具有推广应用价值。

两部制上网电价的长期边际成本定价方法

随着发电侧电力市场的开放和“厂网分开、竞价上网”的实施 ,单一的电量电价制已不能适应电力市场健康、协调、持续发展的要求。建立符合市场经济规律的两部制上网电价体系已为大势所趋。本文在分析单一制电量电价弊端的基础上 ,提出应用长期边际成本原理确定两部制上网电价的方法 ,并给出了算例。

水电站群在电力系统中工作位置的确定

本文提出了确定水电站群在电力系统中工作位置的一种新方法,即按单位可用容量的可调电量的大小次序,安排水电站群工作位置。它可以较好地协调电力系统运行中力求水电站群总工作容量最大和水电站群总弃水电量最小之间的关系,而且该方法简便易行,对电力系统的规划、设计和运行管理均有重要意义。

长期边际成本电力定价方法初探

本文以四川电网作为研究对象，对边际成本定价理论和方法进行了探索性研究。研究表明，该定价方法理论先进、科学，它将根据不同用电时间、不同负荷率、不同电压等级的用户，确定合理的丰枯、峰谷分时电价结构和容量、电量两部制电价结构，不仅正确地反映电能价值，使用户合理地负担电力成本，而且还可以指导用户合理地使用电力，充分发挥电力设备能力，从而提高电力企业的经济效益，具有推广应用价值。

水火电力系统优化调度的逐步最优遗传算法(英文)

基于逐步最优化原理和遗传算法相结合 ,提出了水、火电力系统优化调度算法 .该方法主要优点在于占用内存少 ,不需要优化问题具有凸性、连续性和可微性 .与单点最优算法相比 ,该方法为多点寻优 ,单调收敛 ,可获得全局最优解和用于长、短期或实时优化调度 .

水电资源开发特许权经营的探讨

在分析了我国实施水电资源开发特许权经营的可行性和必要性的基础上,认为实施水电资源开发特许权经营是市场经济发展的必然要求,是加快发展水电的需要,是水电发展的制度创新,它充分体现了公开、公正、公平的原则,有利于提高资源配置效率。

水电现货竞价关键技术研究进展

电力现货市场是现代电力体系的重要组成部分,对还原电力商品属性、发现价格和优化资源配置起着关键作用。水电受径流随机性影响,丰枯矛盾突出,出力不确定性大;水库受综合利用限制多,梯级电站联系紧,多主体上下游电站信息共享难;加上外送通道不足、断面阻塞严重等现状,水电参与电力现货市场面临诸多挑战。本文针对水电参与电力现货市场“量价”申报涉及的关键科学技术问题,包括市场出清价预测、发电能力优化、竞价策略、水电现货报价决策支持系统等,对国内外研究现状进行总结,对提出的数学模型和算法进行归纳,评述了现有方法的优缺点,对未来发展趋势进行展望,旨在为丰富我国电力现货市场理论和方法及水电企业生产经营提供参考。