径流式小水电群随机环境经济调度方法

针对径流式小水电群的电力系统,建立了以污染气体排放和购电费用最小为目标的随机动态环境经济调度模型。借助场景法将该模型转化为大规模两目标确定性动态调度模型。采用法线边界交叉法将这个两目标优化问题转换为一系列单目标优化问题,并采用非线性原对偶内点法求解。在迭代过程中,按照场景顺序将简化修正方程的系数矩阵排列为对角加边形式,方便对其实施解耦,并运用异步块迭代法求解,从而将一组高维修正方程组的求解转化为若干个分别与预测场景和误差场景相对应的低维修正方程组的求解。采用某省级电网的真实数据进行计算,在高性能集群上建立了并行计算框架以缓解计算占用内存并提高计算速度。通过这个计算架构,可以获得一组日前调度计划,且使得更加全面的折中优化结果可以应用于电力系统的调度。

基于鲁棒优化的含径流式小水电的电力系统安全经济调度

针对径流式小水电出力具有一定的随机波动性,其不确定性致使系统存在安全风险,运用鲁棒优化理论,考虑盒式不确定集合刻画出力的不确定性,在传统安全经济调度模型基础上,建立了一定安全约束下的鲁棒优化安全经济调度模型。为便于求解,采用对偶理论,将安全约束条件中不确定量转化为确定量,得到易求解的计算模型。IEEE-30节点系统仿真,得出了不同波动值下的安全经济调度值,说明了该方法的可行性。

含风电和径流式小水电的多目标环境经济调度

构建了含风电和径流式小水电机组的多目标环境经济调度模型。为应对风电和径流式小水电机组的不确定性,采用概率密度函数对风速和河流流量进行模拟,利用蒙特卡洛法模拟得到风电和径流式小水电机组的功率分布,并计及可再生能源预测功率的低估和高估带来的惩罚成本与储备成本。该模型能兼顾燃料费用目标及污染排放目标,并考虑安全约束、禁止运行区等约束条件。为获取最优调度方案集,提出一种非支配排序改进多目标教学优化算法,并将其与不可行解约束处理技术相结合,实现模型的有效求解。算例仿真结果验证了所提调度模型的合理性以及求解算法的有效性。

基于网格化产汇流的径流式小水电发电负荷预测

针对偏远山区径流式小水电发电负荷因来水量不确定性导致预测精度较低的问题,提出一种基于网格化产汇流模型和人工智能的小水电发电负荷预测方法。首先将小水电所在区域进行网格划分,引入径流曲线法(SCS-CN)计算每个网格上的历时降雨产流,再根据单位线原理并结合上游来水量构建小水电区域的网格化产汇流模型。最后,利用卷积神经网络(CNN)对产汇流数据及负荷数据进行高效特征提取,构造双向门控循环单元(BiGRU)网络模型的输入,建立基于降雨产汇流与CNN-BiGRU网络的径流式小水电发电负荷预测模型,通过降低来水量不确定性的影响来提高测试集上预测结果准确率。仿真结果表明,降雨经产汇流模型处理后,小水电发电负荷预测精度提高了7.55%;同时,与单一的GRU网络模型、组合的CNN-GRU网络模型相比,CNN-BiGRU网络模型在测试集上的预测精度分别提高了4.91%、2.39%。综上所述,降雨产汇流模型有效地提高了山区径流式小水电发电负荷的预测精度,为促进富集小水电地区清洁能源的消纳提供了理论依据。

加拿大政府审查认可:径流式小水电工程建成后河段鱼类数量显著增加

为科学认识径流式小水电工程对生态环境的影响。介绍了加拿大不列颠哥伦比亚省南部6座径流式小水电站的长期监测成果。监测发现径流式水电站建成后的引水河段中鱼类数量有显著增加，该监测结论得到了加拿大政府委托的科学咨询委员会审查认可，这也为加强我国小水电开发和运行管理提供了科学依据和经验借鉴。

径流引水式小水电生态-发电协同优化模型及应用

以湟水河流域的湟乐水电站为例,基于自然水流范式计算河道内适宜生态流量和生态基流,以生态流量为主要约束建立径流引水式小水电生态-发电协同优化模型,利用NSGA-Ⅱ算法得到引水发电流量的Pareto解,研究成果对指导径流引水式小水电的生态调度和运行管理具有重要指导价值。结果表明:滑动t检验法诊断西宁水文站年径流量时间序列的突变点是2000年,经还原后得到1956—2000年多年平均天然径流量为41.3 m^(3)/s;适宜生态流量在年内枯水期、平水期和丰水期展布的同期比分别是0.60、0.41和0.42,达到了“极好”标准;以传统Tennant法“一般”标准确定的非汛期生态基流为4.13 m^(3)/s、汛期生态基流为12.4 m^(3)/s;采用生态-发电协同优化模型计算多年平均来水条件下湟乐水电站的年发电量为634.29×10^(4)kW·h,枢纽下泄流量均满足减水河段生态流量需求;多年来水条件下湟乐水电站等效减排6 323.9 t CO_(2),电站的减排生态效益为188.45×10^(4)元,发电经济效益为134.47×10^(4)元。

考虑自适应无功控制的小水电最优接纳能力研究

为促进径流式小水电与区域配电网协调发展,本文提出一种考虑自适应无功控制的径流式小水电最优接纳能力计算方法。为兼顾配电网运行的经济性和电能质量,考虑以运行成本、电压偏移和网损综合最优为目标,采用多状态模型构建基于机会约束规划的多目标模型。针对接入点电压越限问题,提出自适应无功控制策略。利用基于精英策略的非劣分类遗传算法II(NSGA-II)求解多目标模型,并采用基于信息熵的序数偏好法(TOPSIS)从Pareto解集中选取最优方案,最后IEEE-33节点系统的计算结果验证了所提方法的有效性。

采用分布鲁棒优化方法的最小切负荷量计算

含径流式小水电等不确定新能源的电网规划一般采用随机规划方法建模和求解,但径流式小水电出力概率密度函数一般难以准确获得,而分布鲁棒可以针对性地处理不确定因素的概率分布不确定优化问题,因此采用分布鲁棒优化方法解决含径流式小水电站出力不确定的电网规划中最小切负荷量计算问题。考虑径流式小水电站出力不确定性,构建最小切负荷量计算模型,引用鲁棒思想将模型转化为基于分布鲁棒优化理论的最小切负荷量计算模型,并通过拉格朗日对偶原理进一步转换为一个确定性的半定规划。算例计算了不同径流式小水电容量下系统地最小切负荷量,结果表明最小切负荷量受径流式小水电站出力估计值扰动范围的影响,切负荷量随扰动范围的增大而增加,且不同节点的敏感度也不相同;最小切负荷量与接入系统的径流式小水电容量成正相关趋势。