含混合式抽蓄的梯级水电站短期临界调峰模式

利用梯级水库电站建设混合式抽蓄电站,在提高新型电力系统清洁灵活性调峰能力的同时,也使得原梯级电站的运行方式变得更为复杂,亟需开展梯级电站与混合式抽蓄电站的联合调度模式研究。本文首先剖析了混合式抽蓄电站与梯级水电站日内联合调峰运行特点,建立了短期含混合式抽蓄的梯级水电站调峰优化模型;其次,发现了日内联合调峰的临界特性,并从临界调峰方式、临界调峰流量、临界调峰能力三方面定量刻画了该临界调峰特性,推导了梯级水电站临界调峰流量、混合式抽蓄电站临界抽发流量等计算公式,提出了混合式抽蓄电站与梯级水电站的临界调峰模式;最后,将上述理论成果应用至依托安康与旬阳梯级水库修建的安康混合式抽蓄电站。结果表明:安康水电站额定水头下临界调峰流量为892 m^(3)/s,小于892 m^(3)/s时,抽蓄电站日内满抽满发,以最大化调峰方式运行;大于892 m^(3)/s后,混合式抽蓄电站可转为与常规水电站同抽同发运行模式以及部分抽蓄机组转常规水电站机组运行模式等;长系列计算结果表明,与常规水电站同抽同发运行模式提高了抽蓄电站运行小时数,但降低了联合调度主体调峰能力,部分抽蓄机组转常规水电站机组运行模式耗用了安康水电站的可用发电水量,但提高了联合调度主体调峰能力,实际调度过程中应根据电网运行情况、电站运营主体等灵活选择抽蓄电站运行模式。

关于《梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法》的撤稿声明

刊登于本刊2023年第12期第89~93页的《梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法》一文,作者为黄文浩、林杰胜、谢国栋、刘欣、侯梦龙,因存在数据错误,经作者本人申请,《水力发电》杂志编辑部对该稿件作撤稿处理。同时,将从中国知网、万方数据、维普期刊和超星期刊等数据库撤稿,特此声明。由此给读者造成的不便,我们深表歉意!

梯级水电站水光互补系统调峰运行方式研究

针对梯级流域涉及电站数量较多,光伏出力的随机性和不确定性等问题,提出了一种能够考虑机组负荷分配的水电调峰模型。首先,以调峰效益最大为目标,构建了一种水光互补的梯级水电站调峰模型;然后,根据所得梯级电站群日内发电曲线,构建基于调峰模式下的梯级水电站负荷分配模型;最后,针对梯级水电站枯期时对比分析了3种场景下以调峰效益最大模型的水光互补系统调峰优化结果,验证了模型的合理性与有效性。

跨省送电梯级水电站群调峰调度两阶段搜索方法

中国水电大规模跨省跨区输送为调控配置多个电网间优质资源以缓解日益严重的调峰压力提供了重要途径。该文以跨省送电梯级水电站群调峰问题为背景,提出一种两阶段搜索方法。第一阶段采用负荷重构策略将多个省级电网差异极大的负荷曲线重构为一条总负荷,在此基础上采用变尺度优化方法确定水电站出力过程,避免电网间负荷大小和高峰低谷等特性不同导致的出力搜索困难;第二阶段提出外点搜索方法优化电站出力在受端电网间的分配过程,采用逐次切负荷生成初始解,并将负荷高低作为启发信息,迭代修正各受端电网的高峰电力大小,以满足多个电网调峰要求。提出的方法通过华东电网新–富梯级和中国南方电网红水河干流梯级水电站群调度得到验证,2个实例的应用结果都满足多个省级电网调峰需求,较实际调度的调峰效果更为显著。

梯级水电站短期调峰运行方式研究

针对三峡梯级电站峰、谷、平典型负荷特征,建立梯级电站同(异)步式调峰和联合调峰模型。模型中考虑上下游电站间水头联系,计及水头损失,增强了调度模型的实用性和合理性。基于逐次逼近算法求解梯级调峰模型,给出了计算步骤。结合算例比较分析调峰模型,得出联合调峰能提高梯级总效益,以及增大调峰幅度不一定减少发电量等结论。

三峡梯级水电站群调峰作用优化

在深入、全面地考虑了三峡梯级水电站群发电与各综合利用部门之间的关系后，提出了具有防洪、发电、航运和冲沙等综合利用要求的梯级水电站群日调峰运行的多层次目标优化方法，求得了三峡梯级电站群调峰应用成果。还总结了优化调峰运行的机理，对其他水电站群也具有广泛的指导和借鉴意义。

考虑机组组合的梯级水电站跨省区多电网调峰优化调度方法

在电力大规模跨区消纳背景下,一些大型水电站群需要向多个电网送电、响应多个电网调峰需求,甚至存在单站不同机组分别向不同电网送电的情况。考虑水电站运行约束、多电网调峰需求及跨省区输电限制,提出了一种考虑机组组合的梯级水电站多电网调峰优化调度方法。该方法首先构建了水电站短期出力计算及网间电力分配的混合整数二次规划模型,采用迭代寻优方法计算梯级水电站的理想出力过程;之后以实际出力计划与理想过程相差最小为目标,结合约束简化策略构建梯级水电站短期优化调度模型,对各电站实际出力计划进行求解,并以此为基础,计算梯级水电站机组组合结果与各电网受电过程。基于溪洛渡—向家坝梯级水电站多电网调峰的仿真结果表明,所提方法可满足跨省区送电水电站复杂运行约束,有效响应各受端电网的高峰负荷需求,具有显著的调峰效果。

考虑机组组合的梯级水电站短期调峰MILP模型

为缓解日益增大的电网调峰压力和满足愈发复杂的水电并网和调度需求,构建了一种能够考虑机组状态的梯级水电站短期调峰模型。该模型以机组为基本调度单元,以电网剩余负荷最大值最小为目标,综合考虑了水库运行约束、电网安全约束、机组运行限制和不同水头对机组发电效率的影响,实现了精细化调度。针对模型中的调峰目标函数、机组发电水头、机组运行组合振动区以及机组动力特性曲线等非线性因素,提出了相应的线性化处理策略,将原模型转换为标准混合整数线性规划（mixed integer linear programming,MILP）模型,然后使用商业优化软件包LINGO对模型进行求解。以乌江干流梯级水电站为研究对象的计算实例表明,该模型具有较高的求解精度和计算效率,调峰效果十分显著。

汉江流域梯级水电站联合调峰运行方式研究

为探索汉江流域梯级水电站联合调峰运行方式,在充分分析受电电网负荷特性的基础上,拟定了潘口、小漩梯级水电站联合调峰模式,从堵河流域规划和电站运行2个方面拟定联合调峰运行方案。对梯级水电站联合调峰方案进行求解,提出了基于厂内经济运行的潘口、小漩梯级水电站联合调峰能力和调峰运行方式。分析结果表明,依据电力系统负荷需求合理控制梯级水电站调峰幅度,能够有效提高水资源利用率和电站运行水平,实现电调与水调的双赢。

金沙江干流梯级水电站水库群长期优化调度

以金沙江干流梯级水电站水库群为研究对象,建立了金沙江梯级水电站水库群兼顾保证出力要求的以发电量最大为目标的长期优化调度模型;考虑水电系统的调峰要求,建立了金沙江梯级发电量最大长期优化调度模型。均用逐次逼近动态规划法求解,结果表明,调峰系数不同对梯级水电站发电效益及运行方式有明显影响。

基于复杂约束归一化处理策略的梯级水电调峰方法

随着我国水电的飞速发展,大规模梯级水电短期调度面临繁杂的水力电力约束,复杂约束的非凸、非线性特性使得水电短期优化异常困难,无法在可接受时间内获得满足精度要求的优化结果。提出了一种基于复杂约束归一化处理策略的梯级水电短期调峰调度方法。首先,深入分析约束特征,根据约束输入输出方式的不同,将约束分为5类,总结出各类约束对应的转化方法;接着,将这些约束采用发电流量进行统一转换,运用集合理论对同类约束进行合并,减少整体的约束数量,获得可行的约束边界;最后,采用线性化方法对模型目标函数及一元二元非线性函数进行线性化处理,构建出水电短期优化调度的混合整数线性规划模型(mixed integer linear programming,MILP),降低梯级调峰求解的难度。以我国西南某流域大型水电基地11座梯级水电站为例,进行了所提方法与非线性模型和未约束处理的MILP模型的对比分析。结果表明,线性化方法可以有效降低求解难度,能够缓解非线性模型难以求解大规模水电调度问题的窘况;在线性化的基础上进一步进行约束处理可以明显提高大规模梯级水电调峰调度的求解效率,汛期和枯期11库的求解时间分别减少了12450.28s和6980.87s,表明所提方法在大规模梯级水电调峰方面的实用性。

考虑电站调峰性能差异的短期精细化调度方法

随着电网调管水电规模的扩大以及调度精细化的需求,如何考虑不同电站调节性能差异进行精细化调峰,使得火电平稳运行,减少参与深度调峰,成为电网短期水电调度亟需解决的关键难题。针对电网短期精细化调度问题,提出了在水电站群调峰优化调度模型中考虑各水电站调峰性能差异的差异化调峰优化模型,更好地利用水电的调节能力,使得短期调度计划编制更加准确、合理。依照电网所辖水电站的调节性能不同划分弱调峰电站、调峰电站以及平衡电站进行差异化约束处理,并采用关联搜索方法对差异化调峰优化模型进行求解。选取广西37座水电站进行实例验证,结果表明:对比传统调峰优化模型,差异化调峰优化模型考虑了不同水电站调节性能的差异,进一步降低系统剩余负荷的峰谷差,平抑剩余系统负荷波动并调平系统负荷微小和频繁波动,是一种满足实际工程需求的精细化调度方法。

考虑调峰深度的梯级水电站短期发电计划制作方法

对于调节能力不强的流域梯级水电站来说,上报电网的梯级总发电计划要尽可能与电网的用电需求相匹配,白天用电高峰期多发,夜晚用电低谷期少发;因此要深挖梯级水电站的调峰能力,同时要避免因龙头电站过度调峰导致的下游调节能力弱的电站产生弃水。针对流域梯级电站在不同时期调峰深度和弃水量不同的特点,分别建立汛期、枯期、平水期模型,以不同深度的调峰和减少弃水量为目标,采用启发式算法,制定短期发电计划,该方式对调节能力有限的梯级水电站短期调度具有很强的实用性,能够适应不同来水条件下发电计划制作需求,比优化调度方式和常规调度方式更为灵活。图2幅,表1个。

清江流域水电站在湖北电网中的调峰调频作用

根据2002、2003年清江流域水电站实际运行情况,对清江流域水电站在华中电网特别是湖北电网中的调峰调频作用做了全面的分析,分析结果表明,水电站为湖北电网的安全稳定运行做出了巨大贡献。电网经营企业应对这些电站实行优质优价。

三峡梯级水电站汛期日运行方式优化

本文以现代系统工程学为指导思想，从三峡和葛洲坝梯级电站的整体观点出发，结合电力系统日负荷要求和综合利用要求，深入研究了三峡梯级水电站汛期最优出力受阻问题．建立了该梯级静态优化和动态优化模型，进行了大量分析计算，得出了既有理论意义又有应用价值的成果．

考虑日前调峰分配和流量波动平抑的梯级水电双层优化调度

反调节水库平抑下泄水流波动,为上游水电站参与电网深度调峰提供支撑,有利于电网消纳高渗透率间歇性可再生能源,且上游电站增泄流量亦提高反调节水电站出力,实现多赢增效。建立了梯级水电上游调峰电站和下游反调节水库的协调调度模型,包含日前调度层和实时调度层。日前调度中优先安排上游电站调峰出力,应用滑动平均滤波方法平抑调峰非恒定流,以实现反调节水库在满足库水位、下游河道断面流量等约束下平稳泄流,并对滤波参数及日前调峰计划滚动调整以免约束破坏。实时调度侧重于跟踪并及时修正实时运行与日前计划的较大偏差,确保日前计划的顺利执行。最后以某梯级水电站为例,通过Matlab编程仿真表明:所提策略对指导调峰?反调节水库的联合运行具有较强实用性。

基于人工鱼群算法的水风光联合调峰优化模型

本文提出基于多Agent人工鱼群算法(MAAFAS)的,以剩余负荷均方差最小为目标函数的梯级水风光短期调峰优化调度模型。该模型充分结合了Agent算法的自主性和人工鱼群算法的全局寻优性,降低了约束的复杂性,易于获得复杂问题求解下的最优解。并以我国南方地区某流域的6座水电站,11座风电场,4座光伏电站组成的风光水电源互补系统为研究对象,从不同来水场景下(汛期、枯期)进行实例分析。结果表明:该模型可以有效地利用水电能源的调峰能力,平均提高负荷峰谷差降幅率到44.65%,缩小原始负荷峰谷差3300 MW,剩余负荷趋于平稳,便于风光能源的更好消纳,是一种实用性较强的水风光短期调峰优化方法。

三峡梯级电站短期优化调度模型及算法

针对三峡梯级水电站短期优化调度是个复杂的大型非线性有时滞性的优化问题,根据电网和电厂的实际需要建立了三峡梯级短期优化调度数学模型,提出了基于负荷典型和调峰幅度的优化算法,并以此编制梯级各电站的日负荷计划,取得了满意结果。

基于改进粒子群算法的梯级水风光短期调峰优化调度

针对大规模风电、光电直接并入电网对系统调峰带来的负面影响,同时伴随高弃风、高弃光率的问题,提出通过利用水电输出通道将湖北一梯级水电站与附近风电场、光电场并入电网联合调峰的解决办法。首先分析了梯级水电站、风电和光电联合调度的必要性和可行性,提出了梯级水-风-光联合调峰策略,构建了以系统余留负荷均方差最小为目标函数的短期调度模型,最后利用收缩因子和改进粒子群算法求解。通过算例仿真,风光与梯级水电站共同参与系统调峰,调峰效果更好,改进粒子群算法(particle swarm optimization,algorithm,PSO)算法有更好的寻优精度和收敛速度。给未来实施梯级水电站与周围风、光电场联合调峰策略提供了参照。

基于负荷曲线的水电站群短期运行效益研究

以金沙江中游梯级水电站群为例,结合电网需求,建立了基于负荷曲线运行的梯级水电站群短期联合发电优化调度模型,并采用逐次逼近法与逐步优化法的耦合算法对模型进行求解,比较分析了基于该模型的短期运行发电量效益。结果表明,梯级联合运行更符合电网调度需求,且在周调节基础上进一步日调节,综合效益增幅显著。