[发明专利]一种省级电网水电系统中长期发电能力分析方法

说明书

本发明属于水电调度运行领域，涉及一种省级电网水电系统中长期发电能力分析方法。首先进行径流预测，分别采用相似年法和多年平均法确定控制性水库的月预测径流，并利用多年平均法所得径流变化趋势坦化相似年法径流过程，进而加权获得控制性水库的径流过程，在此基础上，参考流域区间面积比例确定关联中小水电站的径流过程；以前述径流作为优化调度模型输入，采用变策略组合搜索算法进行模型求解，并提出等受限比例策略调整违反联络线输送约束的水电站出力，最终得到各水电系统的发电能力。本发明能够快速确定合理的水电系统电力和电量能力，具有较好的实用性，为富水电电网发电能力分析提供了新的技术途径。

技术领域

本发明属于水电调度运行领域，涉及一种省级电网水电系统中长期发电能力分析方法。

背景技术

中国水电系统经过近20年的高速发展，现在水电装机总容量已经超过了3.4亿kW，建成大中小型水电站群超过了4.5万多座，单一区域电网水电系统总装机容量超过1亿kW，单一省级电网集中调度的大中型水电站群数目超过了150座，水电在电网中的装机和发电量比重快速上升，对电网发电调度计划安排影响越来越大，如何准确评估水电系统特别富水电电网的发电能力，直接关系到电网的安全、稳定、经济运行。

以云南为例，云南电网水电装机容量6242万kW，占全网发电装机比重超过70％，是典型的水电富集电网。近些年澜沧江、金沙江等特大流域一批巨型水电机组集中并网运行，使得云南电网水电系统发电能力和调节能力均大大提高，在很大程度上增强了电网对发电资源时空调配的灵活性，水火之间、以及水电与新能源电站之间有能力进行更好地补偿调节，然而水电系统规模的急速扩大，使得电网发电调度的实际需求更加复杂和精细化，径流不确定性和电网运行控制要求的复杂化导致水电调度难度急剧扩大。

一方面，水电发电能力的快速提升使得电网全年各月均可能出现大量富余电力电量，如何精准通评估不同时期、不同流域的电量能力，以有效开展不同能源电源之间、流域之间、以及电站之间的协调运行，尽可能多地科学消纳富余水电，是云南电网面临的主要问题之一；另一方面，水电系统发电受来水不确定性和时空分布的影响巨大，由于云南目前水电资源主要集中在澜沧江、金沙江流域梯级，两个流域来水的变化对水电系统以及全网的发电能力都会产生巨大影响，有效的径流预测方法就变得至关重要，是准确评估电网供电能力的重要前提；再者，水电机组是非常优质的调峰电源，特别近些年投产的大型水电机组，具有很好的负荷调节能力，如何确定准确的水电电力调节能力，发挥水电机组调峰作用，响应系统高峰负荷，是保证高峰时段电力供需平衡必须解决的重要问题。

针对以上问题，本发明依托国家自然科学基金面上项目(51579029)，提出一种省级电网水电系统中长期发电能力分析方法，并以云南电网跨流域梯级水电站中长期发电调度对其进行应用测试，结果显示本发明成果能够快速确定合理的水电系统电力和电量能力，具有较好的实用性，为富水电电网发电能力分析提供了新的技术途径。

发明内容

本发明要解决的技术问题是省级电网水电系统中长期发电能力分析问题，其成果可以组合两种径流预测方法生成合理的来水过程，并耦合等受限比例联络线约束修正策略和变策略组合搜索算法进行水电系统优化调度求解，确定合理准确的电力和电量能力。

本发明技术方案：

一种省级电网水电系统中长期发电能力分析方法，主要包括径流预测和能力分析两部分。具体步骤如下：

(1)径流预测

径流预测是水电系统发电能力分析的重要前提，具体预测方法如下：

(a)选取各个流域具有来水代表性的水电站作为控制水库，其来水变化作为整个流域的来水变化趋势。

(b)绘制控制水库的频率曲线：以水库历年平均来水资料为基础，采用经验频率法，拟合出水库的来水频率曲线。

(c)结合相似年法和多年平均法进行径流预测：