[发明专利]一种水电机组中长期发电优化方法及系统

说明书

本发明公开了一种水电机组中长期发电优化方法及系统，获取水电站历史数据；根据历史数据拟合坝上水位‑流量系数、坝下水位‑流量系数和综合效率系数并得到不含水库水量的水电机组出力模型；采用聚类分段ARIMA方法根据历史入库流量数据预测下一年度入库流量；将历史入库流量与历史发电流量的差值叠加到下一年度入库流量中得到预测发电流量；根据综合效率、净水头和预测发电流量代入不含水库水量的水电机组出力模型中计算得到水电机组中长期的预测出力，根据水电机组中长期预测出力对水电机组中长期发电进行优化；本发明方法通过得到的预测出力值结合相关更新策略可以对水电机组参与的多能互补场景可靠性进行规划。

技术领域

本发明属于电站规划技术领域，具体涉及一种水电机组中长期发电优化方法及系统。

背景技术

水电站是利用前池水位(坝上水位)与尾水位(坝下水位)高度差产生势能推动水轮机转动，水轮机带动发电机进行发电，完成从机械能到电能的转化。水力发电具有良好的调节性能，作为可调节能源越来越多的参与到多能互补发电的应用领域。水电机组建模是多能互补联合运行系统中重要的一个环节。已有文献及专利中建立了详细的短期调度水电机组模型，很少有文献对水电机组中长期出力进行建模，个别文献建立了长期调度问题中忽略机组水头影响的恒定效率简化水电机组模型，该简化模型不够准确，也难以考虑水库自然来水的时序特性。

此外，现有的大部分水电机组模型中都引入了水库水量这一变量，工程实际中水库水量是难以可测量，实际工程中能够获取和容易测量的是水库的水位数据和水头数据。

现有水电机组短期调度模型中，并不符合生产实际，从水电站调研了解到，水电站中难以测量水库水量这一数据，拟合系数在实际生产中难以获得。因为水库形状一般是不规则的，有时候绵延数十平方公里，如此大的水库蓄水量无法测量。为此，本发明实际工程需要为出发点，提出了考虑水库水位变化且不含水库水量变量的中长期水电机组调度模型。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种水电机组中长期发电优化方法及系统，通过建立符合电站特性的水电机组中长期模型得到预测出力值，结合相关更新策略对水电机组参与的多能互补场景可靠性进行规划。

本发明采用以下技术方案：

一种水电机组中长期发电优化方法，包括以下步骤：

S1、获取水电站全年发电流量、坝上水位、坝下水位、入库流量、出库流量和发电量历史数据；

S2、根据步骤S1获取的历史数据拟合坝上水位-流量系数K₀、K₁、K₂、K₃、坝下水位-流量系数α₀、α₁、α₂和综合效率系数ρ₀、ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄、ρ₅；

S3、根据步骤S2得到的坝上水位-流量系数K₀、K₁、K₂、K₃、坝下水位-流量系数α₀、α₁、α₂和综合效率系数ρ₀、ρ₁、ρ₂、ρ₃、ρ₄、ρ₅得到不含水库水量的水电机组出力模型；

S4、采用聚类分段ARIMA方法根据历史入库流量数据预测下一年度入库流量根据历史入库流量与历史发电流量的关系，在水库容量固定的情况下，将历史入库流量与历史发电流量的差值叠加到下一年度入库流量中得到预测发电流量q_t；