[发明专利]一种梯级水电站群实时运行趋势预测方法

说明书

本发明公开了一种梯级水电站群实时运行趋势预测方法，包括步骤：（1）获取梯级水电站群的实时运行信息；（2）对梯级水电站群后期运行负荷趋势进行预测；（3）根据梯级水电站库水位越限和未越限两种情况，逐时段采取不同的站间负荷分配策略；（4）在梯级水电站群站间负荷分配基础上，按照最小耗水率的原则，将各水电站的总负荷分配给该电站的各机组；（5）利用当前时刻各级水电站库水位，预测各级水电站后期的库水位过程及发电能力过程线，当水位超出设定值或发电能力受限时提前进行预警。本发明预测梯级水电站群运行趋势的精度比传统方法精度更高。

技术领域

本发明涉及水电站技术领域，具体涉及一种梯级水电站群实时运行趋势预测方法。

背景技术

随着目前国内光伏、风电等间歇性新能源大规模发展和接入电网，对水电站群调峰、调频能力提出了更高的要求。由于风电、光伏等新能源呈现随机性、间歇性和波动性的特点，水电站群调度运行中需要比以往更加全面、准确地预测后期运行趋势，以便及时预测出各类潜在的运行风险并采取相应的预控措施，尽量避免出现水位越限、出力受阻等不利情况，确保水电站群能够随时对各类间歇性新能源进行有效补偿调节。

总体来看，水电站群日常运行中主要分为调度和运行两个环节。其中，调度环节在给定调度期的前提下，根据调度期内的预报来水情况、当前库水位以及电力需求等情况，优化编制调度计划。当没有入库洪水时，仅需要编制发电计划即可；当遭遇入库洪水时，则不仅需要编制发电调度计划，还需要编制洪水调度计划。运行环节则根据电网下达的有功负荷曲线或实时有功设定值，优化调节各水电站各机组有功出力组合，使得梯级各水电站总有功出力符合电网有功负荷曲线或实时有功设定值要求，同时使得梯级各水电厂总耗水量最小化。此外，还需要考虑梯级水电站之间的水位问题，既要保证各级水电站库水位不越限，又要保证梯级各水电站保持最优水位组合，使得梯级水电站整体水能资源利用率最大化。

调度环节可以分为以水定电和以电定水两种方式，其中以水定电是指将调度期内的可用水量作为边界约束条件，寻求总发电量最大的优化方案。以电定水是指将调度期内的有功负荷曲线或实时有功设定值作为边界约束条件，寻求总耗水量或耗能量最小的优化方案。两种方式均需要考虑水量平衡、库水位上下限、库水位变幅、电站出力上下限、发电流量上下限等各类约束。不管采用何种方式，均是提前假定好各类约束条件，然后调用优化模型进行仿真计算，得到相应的调度方案。调度环节假定各类边界条件都是固定不变的，在此前提下通过计算前为不同水电站设定不同的调度期末水位、计算后调整各水电站各时段水流量或出力值，寻找最优的水电站群调度方案。调度人员确定水电站群调度方案后，上报给电力调度机构审批，并由电力调度机构将修正后的有功负荷曲线或实时有功设定值下达给水电站群集控中心监控系统，或直接下达给各水电厂计算机监控系统。

在运行环节，水电站群集控中心监控系统或各水电厂计算机监控系统接收到电力调度机构下达的有功负荷曲线或实时有功设定值后，根据水电站当前的实际入库流量、各机组AGC(自动发电控制)投退情况、机组及闸门故障情况等实时信息，进行梯级水电站群站间及站内有功负荷优化分配。与调度环节相比，实际入库流量、各机组AGC投退情况、故障情况等实时信息随时都在变化，可能与调度环节的情况一致，也可能与调度环节的情况不一致。因此，运行环节和调度环节的边界约束条件并不一致，这就导致了水电站群的发电计划执行结果与原计划制定的测算结果必然存在偏差，影响梯级水电站群后期库水位和有功出力调节范围，从而制约水电站群配合光伏、风电等间歇性新能源进行调峰、调频运行。