[发明专利]一种承担调峰任务的一库多级式梯级库群短期计划制定方法

摘要

本发明涉及电网规划和调度运行领域，特别涉及一种承担调峰任务的一库多级式梯级库群短期计划制定方法。首先，依据电网负荷曲线分布特征采用模糊半梯级隶属度函数划分峰谷时段，调节电站峰平谷比例确定电站典型调峰曲线；然后，采用粒子群算法求解厂间电量分配的过程；最后，计算过程中为减少弃水的发生采用弃水调整策略对各电站出力过程进行修正，最大限度减少弃水。本发明的方法实现上下游电站出力匹配，平衡调峰及蓄能的关系，改进短期调峰因复杂约束带来时效性不强的问题。本发明的方法原理清晰、易于操作、计算效率高，为解决实际工程调度问题提供了切实可行的新思路。

主权项

1.一种承担调峰任务的一库多级式梯级库群短期计划制定方法，其特征在于，首先，依据电网负荷曲线分布特征采用模糊半梯级隶属度函数划分峰谷时段，调节电站峰、平、谷比例确定电站典型调峰曲线；然后，采用粒子群算法求解厂间电量分配的过程；最后，计算过程中为减少弃水的发生采用弃水调整策略对各电站出力过程进行修正，最大限度减少弃水；具体步骤如下：(1)基于模糊半梯级隶属度函数的峰谷时段识别基于水电出力与系统负荷峰谷趋势一致实现水电对系统负荷的削峰填谷，采用模糊半梯级隶属度函数描述日负荷各时段处于峰、谷时段的可能性；将一天分为96时段，时段集合记为T＝{1,…,…,96}，对应的负荷值为P＝{p1,…,pt…,p96}；采用偏大型半梯形隶属度函数确定负荷曲线上各时段负荷处于峰时段的可能性A(pt)；采用偏小型半梯形隶属度函数确定负荷曲线上各时段负荷处于谷时段的可能性B(pt)，数学表达如式(12)‑(13)：A(pt)＝(pt‑pmin)/(pmax‑pmin)                      (12)B(pt)＝(pmax‑pt)/(pmax‑pmin)                     (13)式中：pt为t时段对应的负荷值；pmax为负荷曲线上的最大值；pmin为负荷曲线上的最小值；模糊半梯级隶属度函数法进行峰谷时段划分需要选定隶属度特征阈值λ，λ∈[0,1]；设峰、谷时段隶属度特征阈值为λ₁和λ₂；将峰、平、谷时段分别记为集合则设λ₁对应峰时段的时段数为n₁，λ₂对应谷时段的时段数为n₂，则平时段的时段数为96‑n₁‑n₂；(2)基于峰谷时段划分的典型调峰曲线的确定A.确定电站的峰、平、谷出力比，包括平峰出力比θ1和谷峰出力比θ2，其中θ1,θ2∈(0,1)，峰、平、谷出力比初始采用实际调度统计的平均值或根据调度经验确定或根据调度要求设定；B.根据电网典型负荷过程确定峰、平、谷时段，作为电站出力的峰、平、谷时段；C.峰时段出力设定为1，平时段及谷时段出力则为θ₁及θ₂；得到各电站的典型调峰曲线α＝{α₁,...,α_t,...,α_T}；其中(3)基于粒子群算法PSO的厂间电量分配以调度期末梯级总蓄能最大为适应度函数，以梯级水电站群各电站的日总电量为决策变量，即把电站的日总电量决策过程看成是粒子在I维空间内的飞行轨迹，粒子位置代表各电站的日总出力，I表示梯级水电站总数；应用PSO求解厂间电量分配的迭代过程为：vi(k+1)＝ωvi(k)+c1r1(pi(t)‑xi(k))+c1r2(pg(k)‑xi(k))xi(k+1)＝xi(k)+vi(k+1)                                  (14)式中：i表示粒子编号，k表示迭代次数，ω是惯性权重系数，c1,c2为学习因子，r1,r2为[0,1]之间的随机数；xi(k)为粒子的位置，vi(k)表示粒子的飞行速度；pi(k)表示粒子个体极值，pg(k)表示全局极值；对每一个粒子计算适应度时，根据来水，采用定出力、流量试算法进行调节计算；惩罚函数法处理不满足任一约束条件的情况；(4)启发式弃水调整策略A.当前最上游弃水电站记为m，最后一个弃水时段记为t；B.对m电站以步长Δζ上调t时段出力，重新调节计算，更新t；C.对m电站向前(t‑1，t‑2)以步长Δζ上调出力，重新调节计算，更新t；D.对m‑1电站t时段以步长Δζ下调出力，重新调节计算；若上下游滞时不可忽略则提前τi进行调整，更新t；E.对m‑1电站向前(t‑1，t‑2)下调出力，重新调节计算更新t；步骤(4)中的A‑D是一组上下游水库的循环调整；对梯级电站自上游到下游，重复上述操作，直至所有电站不发生弃水或弃水不再减少。