计及短期运行特征的水风光互补中长期调度

传统基于旬/月尺度的中长期调度模型难以描述风、光出力随机波动性所诱发的运行风险,无法有效指导水风光互补系统的中长期运行。为此,提出计及短期运行特征的水风光互补中长期调度规则编制方法。首先,构建短期调度模型评估水风光联合运行中的弃电、弃水及失负荷风险;其次,基于短期调度长系列调度样本,提取水电出力与弃电、弃水及失负荷之间的响应关系;最后,将响应关系嵌套在水风光互补隐随机优化调度模型中提取调度函数。以黄河上游千万千瓦级水风光互补系统为研究对象进行验证,结果表明:相比于简化运行策略,所提出的方法能够增加系统发电量6.5%,同时降低失负荷率3.71%。在水风光互补中长期调度模型中嵌套短期运行风险能够降低系统的弃电与失负荷风险,从而有效指导互补系统中长期调度运行。

基于支持向量机的梯级水电站群中长期调度计划制定及评价

针对国内外水电站实际调度水平与优化调度理论间差距普遍较大的现状,基于确定性优化调度成果,运用支持向量机理论建立了水库水电站实际运行的中长期调度计划,以提高水电站实际运行调度水平。结合决策变量与相关因子筛选、训练样本与预测样本划分、模型参数优选等技术处理,将调度计划应用于金沙江—长江中游水电站群中的4座月调节性能以上水电站,预测结果表现出了良好的拟合精度。进一步模拟调度计划,指导梯级水电站群长系列调度运行,结果表明,模拟运行较好地继承了确定性优化调度在发电量、发电保证率及发电过程方面的效益,证实了该方法的可行性和有效性,为梯级水电站群实际优化运行提供了有力的技术支撑和决策支撑。

电力市场环境下梯级水电站中长期调度与检修计划双层优化模型

电力市场环境下,为降低梯级水电站检修计划对运营收益的影响,建立了中长期调度和检修计划双层优化模型。中长期调度为外层优化,根据径流和价格预测进行决策,应用遗传算法优化各时段梯级水电站出力,搜寻最优效益空间。检修计划为内层优化,重点考虑了梯级上、下游水电站水力、电力耦合关系对检修计划的影响,以满足实际运行需求;以中长期调度优化中间结果为边界条件,以检修损失最小为优化目标,包括检修收益损失和停运风险损失,并将检修损失与中长期发电收益归并为总收益,作为遗传算法适应度函数,从而实现中长期发电计划和检修计划的联合优化。最后,以某＂1库3梯级＂水电系统为例进行仿真分析,结果表明：所建双层优化模型结构清晰,实用性较强。

金沙江下游梯级电站中长期调度精细化出力计算方法

为满足金沙江下游梯级电站中长期精细化调度对水能计算的高精度要求,从基于最优流量分配的全站经济运行总表入手,分析了最优流量分配表在中长期水能计算中的适用性,推求了考虑电站日运行方式的中长期最优流量分配表,并在分析其特性的基础上提出了基于"最小点-调峰上临界点-调峰下临界点-最大点"的中长期精细化出力计算方法。该计算方法不仅实现了金沙江下游梯级电站中长期调度精细化水能计算,也为其他装机容量大、可运行水头范围广的大型电站中长期精细化出力计算提供了参考。

水电厂中长期调度与双边交易联合随机优化策略及模型

当前中国电力市场下,针对不同来水场景下,水电厂面临如何协调利用自然来水发电与利用水库蓄水发电,以及在与大用户协商签订双边交易合同时,需要优化确定交易价格,以期售电收益最大化。针对上述问题,本文虑及自然来水的不确定性,进行多场景分析,在给定风险偏好值的条件下,以水电厂总效益期望值最大化为目标,构建年度蓄水与双边合同价格联合随机优化模型,并对风险函数进行线性化处理,运用混合整数方法进行求解。最后通过中国某省水电厂实际数据进行算例分析,验证所提方法的可行性和有效性。

考虑计划执行与新能源消纳的中长期调度优化方法

为提升电力系统清洁能源消纳能力,并保障常规电源电量计划执行,提出了一种考虑计划执行与新能源消纳的中长期调度计划优化方法.通过考虑新能源电量、电力的不确定性,结合不同电源启停调峰性能上的差异,构建了基于两层架构的中长期调度计划优化方法.上层模型重点考虑新能源电量预测不确定性,而下层模型充分考虑新能源电力预测不确定性.结果表明,该方法能够优化燃煤电厂启停调峰方式,实现电量计划与新能源消纳的协调,解决电量执行偏差及弃风、弃光等问题.

计及源网荷运行特性的配电网中长期调度互动技术

配电网可调度资源的用电方式以及对激励信号的敏感程度都有很大差异,这些将直接影响调度资源互动的可操作性、运转效率及电网运行效益。本文在考虑工作日与节假日运行方式、计划检修协调优化以及临时供电优化、重要负荷保电需求等因素的基础上,将多种互动按不同场景进行分别处理,研究中长期配电网络、分布式电源、负荷、上级电网之间的互动技术。针对配电网月度运行结构优化的目标、模型和方法开展详细研究,将多目标粒子群优化算法用于南京实际配电网运行结构优化,并从配电网月度运行结构最优解集中获得该地区的最优运行结构参考方案,验证了本文所提方法的有效性和正确性。

面向生态的额尔齐斯河水库群中长期调度

为解决水库群中长期生态调度问题,以新疆额尔齐斯河流域为研究对象,构建了水库调度的网络节点图,建立了面向生态的水库群中长期调度模拟和优化两种模型,分别采用历时水量平衡的自迭代模拟优化算法和大系统协调的动态规划方法求解。结果表明,中长期模拟和优化调度结果均满足流域水资源综合利用、生态供水及相应保证率要求,且优化调度模型计算的河道内外生态供水、北疆供水、农业供水等均优于模拟模型。同时,揭示了来水与生态供水的关系,制定了关键水库的生态调度图,建立了调度函数并通过合理性检验。研究成果对额尔齐斯河水资源综合利用、保障河道鱼类栖息地、河谷林草的生态安全提供了中长期战略支持,具有重要的理论意义与应用价值。

基于大系统分解协调和多核集群并行计算的流域梯级水电中长期调度

为提高流域梯级水电的库容和电力补偿效益,建立了水电精细化调度模型,将各决策变量转换为状态变量的表达式,模型更加直观清晰,并应用水位约束空间收缩方法缩减寻优尺度。以分析各水电站特征及空间分布格局为切入点,基于大系统分解协调思想将流域梯级水电系统分解为多个子系统,并进行逐区调度和协调优化,从寻优空间降维的角度改善"维数灾"问题。分析优化调度动态规划方法的并行特征,搭建Matlab多核集群并行计算平台进行并行计算,提高算法执行效率。最后以乌江干流"4库7梯级"水电系统为例进行仿真,结果表明:应用大系统分解协调方法计算精度较高,降维效果明显,多核集群并行计算显著提高计算效率,具有较高的实用价值。

新电改下发电偏差最小的水电中长期调度模型研究

随着新一轮电力体制改革不断深入,流域水电调度目标已由发电量最大化转变为发电收益最大化。按照电力市场规则要求,水电商需要承担偏差电量的考核费用,因此水电商除获取更多的发电指标和更高的电价外,还应控制发电偏差,避免偏差考核。针对当前电力市场环境,构建了基于区域电力市场规则的水电中长期调度模型,并通过实例分析,对该模型的合理性和有效性进行了验证。

考虑大用户直购电交易约束的中长期调度计划优化研究与应用

宁夏电网考虑大用户直购电约束的中长期调度计划优化研究与应用在优化模式上兼顾了节能发电调度、经济调度、兼顾节能的经济调度等模式,在时间维度上跨越了年度、季度、月度、周、日前等多个时间维度,立足于电力系统基础理论和数学优化理论,充分考虑实际调度经验和实际运行中的实际需求,以及大用户直购电交易约束,采用先进的设计思想,并对应研究开发相应的关键性技术和模型,全面实现年度电量分解、机组组合制定、年度电量分解与机组组合相协调的中长期调度计划一体优化决策,从调度计划的制定精度、制定效率、计划结果合理性等多个方面全面提升调度计划的质量。

考虑风险与调峰性能的水光互补中长期调度

传统水光互补中长期调度模型未考虑日内运行风险以及系统的调峰特性,高估了系统的互补性能,由此制定的调度规则难以提升互补系统效能。为此,本文构建长短期决策响应函数,用以定量表征中长期水电出力与日内综合风险率、弃电率、调峰性能指标之间的关系;然后,将决策响应函数嵌套到中长期调度模型中,推求考虑日内风险以及调峰性能的水光互补中长期优化调度规则。以忠玉水光互补电站为实例,研究表明:嵌套决策响应函数的优化调度模型可显著提升系统发电量(增加2.61%)以及发电保证率(由46.7%提高到85.7%),降低系统剩余负荷标准差(降低10.0%)和综合风险率(由9.51%降低到5.43%),综合效能更优。

量化短期弃电风险的小湾、漫湾水电站水光互补中长期优化调度研究

随着光伏不断接入流域水电并与水电打捆送出,水光互补优化调度对现有的流域梯级水电站水库群调度工作提出了新的要求。为解决已有的中长期水电优化调度规则并不能有效避免短期水光互补联合运行弃电风险这一实际运行问题,以澜沧江小湾、漫湾水电站水光互补为例,针对近期和远期2种光伏装机容量配置场景,对小湾、漫湾水电站长系列水文资料划分来水频率,具体量化短期弃电风险并嵌套绘制中长期水光互补优化调度图,得出该联合调度能有效降低不同来水条件,尤其是平偏丰来水年水光互补运行弃电风险的结论,可为实际调度规则的制订提供参考。

嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度研究

传统水光互补中长期调度模型未考虑光电的短期随机波动性,忽略了短期弃电风险,由此制订的调度规则难以有效协调光电消纳与流域水资源综合管理。本文提出嵌套短期弃电风险的水光互补中长期优化调度方法。首先,分析水电与光电联合运行过程中可能产生的弃电情形,并对弃电损失进行量化;其次,基于日调度模型的多情景分析制订中长期弃电损失函数,以定量表征水电出力与光伏弃电率之间的关系;最后,将弃电损失函数嵌套在中长期优化调度模型中,推导互补系统的适应性调度规则,识别水库年末消落水位关键控制因子。以龙羊峡水光互补工程为实例,研究表明:(1)弃电损失函数呈S形,水电出力过低或过高均不利于光电消纳;(2)月末水位/库容为输出变量、可用能量为输入变量的调度函数能较好地指导水光互补中长期调度;(3)互补情景下水库年末消落水位受年初水位、当年水流入能和当年水电站发电量显著影响,而受光伏年发电量影响较小。

南水北调东线工程江苏段中长期优化调度研究

在南水北调东线工程主要水源中长期来水预报精度不高且预见期有限的情况下,对调水系统进行科学调度和滚动决策是江苏段综合效益能否充分发挥的关键。本文提出了基于余留期调度成本函数的两阶段随机优化调度方法,在考虑预报不确定性条件下实现工程的中长期滚动调度决策。首先分析各工程单元调度运行规则,基于水量平衡原理提出系统调水成本计算方法;然后分析主要水源历史来水规律,建立余留期成本函数定量表示余留期调水成本;最后针对不同来水条件分别建立两阶段决策模型,滚动生成中长期水量调度方案。结果表明,两阶段决策模型能够克服中长期预报不确定性对调度决策的不利影响,通过多水源互济互调、水源和线路选择有效降低调水成本。

基于集对分析理论的水电站中长期风险调度问题研究

解决水电站中长期风险调度问题,在电力市场环境下显得尤为必要。在纵观国内外水电站中长期风险调度问题研究现状的基础上,应用集对分析理论对市场环境下水电站中长期调度的风险问题进行具体分析,对径流、发电用水和电价进行同异反描述,建立了基于集对分析理论的中长期风险调度模型,并用一次二阶矩法进行求解,可以提供效益与风险的定量关系。同时,对中长期风险调度进行了基于不确定数i的敏感性分析,给出了风险因子变化时所引起的发电收入变化幅度。实例研究表明了该方法的可行性与有效性。

水库中长期发电优化调度解析方法及应用

水库中长期发电优化调度是实现水能资源高效利用的重要技术手段。由于水库特性曲线的离散数值表达,现行水库中长期发电优化调度模型与求解方法主要集中在数值方法层面,且优化计算效率低下。针对这一问题,提出了水库中长期发电优化调度的解析方法,即通过水库特性曲线的函数化,建立了优化调度的解析函数模型,并基于POA算法原理提出了解析优化方法——APOA算法。通过实例应用和传统方法对比研究表明,该方法在保证计算精度的前提下,长系列优化计算时间仅为POA算法的1/20。因此,该方法不仅具有算法稳定、计算效率高的特点,而且在水库中长期发电优化调度的解析研究途径方面进行了有益的探索。

自适应对称调和遗传算法在水库中长期发电调度中的应用

针对遗传算法存在求解精度与收敛速度间的矛盾,提出一种自适应对称调和遗传新算法。以清江隔河岩水库为例,建立了水库发电最优调度的数学模型,取得了满意的结果。结果分析表明,新的耦合模型避免了网络寻优的盲目性,从而达到最优的拟合效果,有效地提高了预测精度和速度。拓宽了建立中长期负荷预测模型的途径。

基于差别电量的中长期发电调度分步模型

针对实施差别电量及电网安全运行条件等中长期发电调度中的关键问题,对应用于机组组合问题的Benders分解法进行改进,建立了兼顾求解效率和优化特性的基于差别电量的中长期发电调度分步模型,并通过协调参数的逐步修正实现分解的主问题与子问题之间的相互匹配从而求得原问题的优化解。针对某实际电力系统利用差别电量实施节能发电调度的情况,分别进行中期和长期发电调度的仿真计算,结果证明了该分步模型优化结果的可行性和求解速度的高效性。

四川电网水电中长期发电调度策略研究

分析了四川电网水电运行特性,将研究范围内的水电站按调节性能进行分类,针对不同类型的水电站分别提出其中长期发电能力计算方法;为满足电网实际运行需要,在求得水电发电能力的基础上,提出了满足各电站年内各月负荷率的调度方案;针对无径流资料水电站水能计算的复杂性及电网调度中的实际问题,提出了简单可行的计算方法。计算结果可供调度人员参考使用。