[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

摘要

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。

主权项

1.一种省级电网水电系统中长期发电能力分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)径流预测(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：在相似年法预测过程时，首先按照公式(1)确定相似年，假设为第n年，采用公式(2)计算年内逐月径流与年均径流的缩放比，采用公式(3)确定给定来水频率p下的径流过程；式中，表示第n年第i月的平均入库流量，其中n＝1～N,i＝1～12，表示水库历史第n年的年均径流，表示年均径流按从大到小排序后的第m_n年的年均径流，N表示径流资料年份，表示由相似年缩放比预测得到的第i月径流，表示年内第i月的径流与年均径流的缩放比，表示水频率p下的年均径流；在多年平均法进行预测时，首先采用公式(4)得到多年平均逐月径流与年均径流的缩放比，然后采用公式(5)预测来水频率下的径流过程；式中，表示多年平均第i月的径流与年均径流的缩放比，表示水库第i月多年平均径流，表示水库历史多年平均年径流，表示由多年平均缩放比预测得到的第i月径流；组合相似年法和多年平均法，确定水库径流过程，用多年平均法得到的径流过程坦化相似年法得到来水过程，具体是将两种径流预测结果进行加权平均作为预测来水频率下的径流预测结果，见公式(6)：式中，表示相似年法和多年平均法组合预测得到的水库第i月径流，即总入库流量，单位m³/s；α表示权重系数，根据流域实际情况而定；(d)关联电站来水预测：以控制水库预测径流为基础，采用公式(7)确定梯级上下游关联水电站的径流；式中，和分别表示预测的水库第i月总入库流量和上游区间来水流量，和分别表示水库第i月多年平均总入库流量和多年平均区间流量，表示频率p下预测来水相比多年平均变化百分比，单位％；(2)发电能力分析：包括电力能力分析和电量能力分析电力能力分析：采用公式(8)计算水电的最大可调出力，即电力能力；式中，表示时段t水电的最大可调出力，表示时段t省调平衡水电的装机容量，表示时段t系统水电平均检修容量，表示时段t系统水电平均减扣容量；电量能力分析：构建水电系统优化调度模型，结合实际需求选择调度模型，发电量最大时的调度模型见公式(9)；式中，E表示发电量，Δt表示时段t内的小时数，t＝1～T，pm,t表示m号电站在时段t的发电出力，m＝1～M；确定阶段水位控制约束，阶段性水位控制是电站在调度期内不同阶段所期望的水位目标，水位控制约束允许有弹性，水位控制目标弹性参考水库防洪运行计划和中长期发电计划，见公式(10)；并采用罚函数法确保计算结果满足水位控制约束；Zm,t＝Z′m,t±λm,t  (10)式中，Zm,t、Z′m,t分别为m号电站在时段t的计算末水位和给定的时段末水位控制目标，单位m；λm,t表示的是m号电站在时段t给定的水位控制目标弹性；确定联络线极限约束，水电系统在空间维度上，考虑联络线的电力输送限制，限制情况见公式(11)，即接入联络线的所有电站出力需要满足给定的限制要求；当计算结果违反联络线限制约束时，采用等受限比例方法，调整关联的所有电站出力，见公式(12)；式中，分别表示时段t水电系统第i条联络线第个水电站出力及其最大能力，第i条联络线涉及的水电站数是表示调整后的电站出力，表示第i条联络线在时段t的输送上限，单位MW。