[发明专利]一种风光水互补系统总效益的资源优化调度方法

权利要求书

1.一种风光水互补系统总效益的资源优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、建立互补系统综合效益三级评价指标体系；所述三级评价指标包括风光效益、水电效益两个一级指标，所述风光效益包括风光资源效益一个二级指标；所述水电效益包括水电资源效益、运行效益、非常规运行成本三个二级评价指标；

步骤二、建立互补系统总效益最优模型；

步骤三、获取计算时段风光水基础数据，进行寻优求解，得到最优资源调度方案；

步骤一中，所述的风光资源效益包括风光上网效益、弃能损失；

所述风光上网效益的计算方法为：

式中：I_c为风光发电上网收益；T为计算总时段数；N_w,t、N_p,t为风电、光电在t时段上网出力；Δt为计算时段长度；P_t^w、P_t^p为t时段风电、光电电价；

所述弃能损失的计算方法为：

式中：S_c为风光弃能损失；A_w,t、A_p,t为风电、光电在t时段有效弃能功率；P_t^A,w、P_t^A,p为t时段风电和光电弃能成本；M_w,t、M_p,t为时段t可用风光功率；N_t为时段t的负荷功率；

步骤一中，所述水电资源效益包括水电上网效益、电量补偿效益、机会成本；所述运行效益包括尾水位效益、水轮机效率效益；所述非常规运行成本包括启停成本、小出力损耗、振动区出力损耗；

所述水电上网效益的计算方法为：

式中：I_h,g为水电发电上网效益；N_h,t为t时段水电的出力；P_t^h为t时段水电电价；

所述电量补偿效益的计算方法为：

式中：I_h,d为水电获得的电量效益；A_h,t为水电在t时段的弃水出力；

所述机会成本的计算方法为：

式中：I_h为机会成本；P_t^A,h为t时段水电弃能成本；

所述尾水位效益的计算方法为：

式中：I_h,l为互补运行的尾水位效益；k为水电机组出力系数；n为机组数；Q_i,t为机组i在t时段的发电引用流量；ΔZ_d,t为t时段水电尾水位效益水头；为t时段水电站独立运行承担相应负荷时的尾水位；为t时段互补运行下水电站的尾水位；

所述水轮机效率效益的计算方法为：

式中：I_h,e为互补运行水电站的水轮机效率效益；Δη_i,t为机组i在t时段因互补运行带来的效益效率；H_t为t时段水电站的发电净水头；为机组i在t时段互补运行承担相应负荷的机组效率；为机组i在t时段独立运行下的机组效率；

所述启停成本的计算方法为：

式中：C_o为水电机组启停成本；α_i,t为机组i在t时段的启停次数；λ_i为机组i的单位装机容量启停成本；E_i为机组i的装机容量；

步骤二中，所述的互补系统总效益最优模型包括互补系统综合效益最大目标函数；

所述互补系统综合效益最大目标函数为：

I＝max(I_c+S_c+I_h,g+I_h,d+I_h+I_h,l+I_h,e+C_o)；

式中：I_c为风光发电上网收益；S_c为风光弃能损失；I_h,g为水电发电上网效益；I_h,d为水电获得的电量效益；I_h为机会成本；I_h,l为互补运行的尾水位效益；I_h,e为互补运行水电站的水轮机效率效益；C_o为互补运行下的水电机组启停成本；

步骤二中，所述的互补系统总效益最优模型还包括模型约束条件；所述模型约束条件包括电力约束、资源约束、水电约束、非负约束；

所述电力约束包括：

(1)电力平衡约束

N_t＝N_h,t+N_w,t+N_p,t；

(2)电量平衡约束

所述资源约束包括：

(1)风光上网出力约束

(2)风光弃能约束

0≤A_w,t+A_p,t≤M_w,t+M_p,t；

(3)弃水流量约束

0≤Q_a,t≤Q_in,t；

式中：Q_a,t、Q_in,t为时段t水库弃水、入库流量；

所述水电约束包括：

(1)水电出力约束

式中；分别为水电站最小、最大出力限制；

(2)水量平衡约束

(Q_in,t-Q_t-Q_a,t-Q_o,t)×ΔT＝ΔV_t；

式中：Q_t、Q_o,t分别为发电、其他用水流量；ΔT为时段长度；ΔV_t为时段t水库库容变化；

(3)水位约束

Z_min≤Z_t≤Z_max；

式中：Z_min、Z_max分别为水库最低、最高限制水位；

(4)库容约束

V_min＜V_t＜V_max；

式中：V_min、V_max分别为最小、最大限制库容；

(5)振动区约束

式中：分别为时段t水电站的振动区j的上下限出力；

所述非负约束指上述约束中的变量均为非负值；

步骤三中，所述的进行寻优求解，得到最优资源调度方案的具体步骤为：

S1：选定数据精度，确定时刻所有调度方案，计算风光上网收益与弃能损失；

S2：确定时刻水电出力，判断是否满足最小出力约束，若不满足则令水电停机出力为0，计算水电启停成本，调整调度方案，仅由风光承担负荷并重新计算风光上网收益与弃能损失；

S3：满足最小出力约束判断调度方案是否满足约束条件，不满足返回S1计算下一调度方案；

S4：试算水电运行过程，计算发电效益、电量效益、机会成本、水电运行效益，计算互补系统总效益；

S5：判断是否完成所有调度方案计算，若没有，则返回S1进行下一调度方案计算；

S6：输出互补系统总效益最大的资源调度方案为最优调度方案。