[发明专利]一种流域水风光清洁能源走廊支撑能力评估方法

权利要求书

1.一种耦合气象、径流信息的流域水风光清洁能源走廊支撑能力评估方法，其特征在于，步骤如下：

步骤(1)：初始计算条件

历史观测数据：包括全年逐小时天然径流数据、全年逐小时风机轮毂高度处的风速数据、全年逐小时太阳辐射强度数据、全年逐小时空气温度数据和全年逐小时受端电网负荷数据；

水电站基础数据：包括装机容量数据、出力上下限数据、库容上下限数据、出库流量上下限数据、发电流量上下限数据、年初和年末库容、水电站发电函数系数和外送通道容量；

风机特性数据：包括安装轮毂高度、额定功率、额定风速、切入风速和切出风速；

光伏组件数据：包括额定功率、标准测试条件下太阳辐射强度和光伏板温度、温度系数和正常工作条件下的光伏板温度；

步骤(2)：选择互补运行模式并设置控制指标

从下列运行模式中选取一种运行模式，并设置运行指标，作为仿真模型的约束条件：

运行模式1-恒功率运行：流域水风光清洁能源走廊每天向系统提供恒功率模式运行，即流域水风光清洁能源走廊的出力位于受端电网中的基荷位置；以日出力最大值与最小值的差值作为控制指标；数学表达如下：

式中d为一年中的日索引，1≤d≤365；t为一年中的小时索引，1≤t≤8760；h为电站索引；H为电站个数；Ω_d为第d天的小时索引；和分别为第d天清洁能源走廊的小时出力最大值和最小值；ξ^com_1为运行模式1的控制指标值；

运行模式2-调峰运行：流域水风光清洁能源走廊每天响应受端电网的峰值负荷，以调峰模式运行，即流域水风光清洁能源走廊的出力位于受端电网中的峰荷位置；以调峰幅度作为控制指标；数学表达如下：

式中L_t为第d天受端电网负荷；和分别为第d天受端电网负荷的最大值和最小值；ph_h,t为水电站h在第t小时的出力；pw_h,t为风电站h在第t小时的出力；ps_h,t为水电站h在第t小时的出力；和分别为第d天在受端电网剩余负荷的最大值和最小值，ξ^com_2为调峰幅度，作为控制指标；

步骤(3)：构建水风光优化调度仿真模型

为保证在既有梯级水电和传输通道的支撑下，清洁能源资源最大化开发利用，采用流域水风光清洁能源走廊发电量最大作为模型目标函数；约束条件包括：水风光发电函数约束、水量平衡约束、运行边界限制约束、通道能力约束和步骤(2)中的运行模式约束；其中，运行边界限制约束包括库容、出库流量、发电流量、水电出力和始末库容；水风光优化调度仿真模型数学表达如下：

ph_h,t+pw_h,t+ps_h,t≤LC_h

式中T＝8760，为一年中的小时总数，Δt＝1h；E为全年发电量；[A_h,B_h,C_h,D_h,E_h,F_h]为水电站h发电函数系数；v_h,t为水电站t时段末库容；qp_h,t、qi_h,t、QN_h,t和qs_h,t分别为水电h在t时段的平均库容、发电流量、入库流量、天然流量和弃水流量；和分别为水电站h在t时段库容、出库流量、发电流量和出力的上下限；和分别为水电站h年初和年末库容；U_h为水电站h的直接上游电站编号u的集合；dt_u,h为电站u到电站h的水流传输时间；和为风电和光伏的装机容量；LC_h为水电站h的外送通道容量；S^ci、S^r和S^co分别为风机的切入风速、额定风速和切出风速；s_h,t为风电站h在t时段的轮毂高度风速；G^stc和TEM^stc分别为标准测试条件下太阳辐射强度和光伏板温度；TEM^noc正常工作条件下的光伏板温度；α为温度系数；tem_h,t、和g_h,t分别为光伏电站h在t时段的光伏板工作温度、空气温度和太阳辐射强度；

步骤(4)：步骤(3)构造的构建水风光优化调度仿真模型为非线性规划模型，将非线性规划模型转换为线性规划模型；步骤(3)中模型的非线性项为水电出力函数对应的约束条件采用parallelogram线性化建模技术实现水电出力函数的线性化建模；

步骤(5)：借助线性规划求解器Gurobi求解步骤(4)中获得的线性规划模型，获得风电、光伏的装机容量，以及流域水风光清洁能源走廊全年发电量；

步骤(6)：返回步骤(2)，选择另一种水风光互补运行模式并设置其控制指标值，并重复步骤(2)-(5)，直到获得所有水风光互补运行模式下风电光伏的装机容量，和流域水风光清洁能源走廊的全年发电量；

步骤(7)：依据全年发电量最大为原则，选择水风光最佳互补运行模式，且该模式对应的风电、光伏装机容量结果为流域水风光清洁能源走廊的新能源支撑能力。