華中電網(wǎng)大規(guī)模水電站群短期調(diào)峰問題研究與應(yīng)用.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整以及新能源的持續(xù)并網(wǎng)投運(yùn)，我國主要區(qū)域電網(wǎng)以及大多數(shù)省級電網(wǎng)的峰谷差急劇拉大。對電網(wǎng)而言，減小峰谷差是保障其安全穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵；而水電機(jī)組以調(diào)節(jié)能力強(qiáng)、調(diào)峰成本低、開停機(jī)迅速等眾多優(yōu)點(diǎn)被公認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)的調(diào)峰電源，尤其是水電能源作為一種可再生潔凈能源，已經(jīng)成為各國大力發(fā)展的戰(zhàn)略資源而受到高度重視。因此，如何提高水電調(diào)峰能力、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行是目前亟需解決的問題。深入開展大規(guī)模水電站群多電網(wǎng)環(huán)境下的短期調(diào)

2、峰優(yōu)化調(diào)度研究，不僅對充分利用水能資源具有重要的意義，而且對提高區(qū)域電網(wǎng)運(yùn)行管理水平也具有十分重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。
　　本文以華中電網(wǎng)直調(diào)水電站為研究對象，針對直調(diào)水電站同時(shí)向多個(gè)省網(wǎng)送電、且電站送電范圍和送電比例各不相同的復(fù)雜調(diào)度問題，綜合考慮各級電站發(fā)電能力和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行約束，開展華中電網(wǎng)大規(guī)模水電站群短期調(diào)峰問題的研究與應(yīng)用，建立了相應(yīng)的調(diào)峰模型，提出了多種切實(shí)可行的模型求解算法，為提高華中電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行能力

3、提供了理論依據(jù)和技術(shù)支持。本文的主要工作和研究成果包括：
　?。?）對華中電網(wǎng)擁有大規(guī)模水電站群、且分屬不同的省網(wǎng)及流域的工程背景進(jìn)行了詳細(xì)分析，采用“分層分級控制，整體優(yōu)化計(jì)算”的思路將調(diào)峰優(yōu)化問題劃分為若干個(gè)“單站多電網(wǎng)”和“多站單電網(wǎng)”子問題進(jìn)行建模和求解，按照不同河系梯級“分層”、同一河系電站“分級”的原則以行政區(qū)域、河系、送電范圍對各個(gè)電站進(jìn)行劃分。該原則能夠在不影響優(yōu)化結(jié)果精度的前提下降低整體優(yōu)化過程中決策變量和約束的

4、維度，實(shí)現(xiàn)高維問題低維化重構(gòu)，且能滿足實(shí)際工程應(yīng)用需求。
　?。?）單站多電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)度問題需要兼顧各受電電網(wǎng)調(diào)峰要求，以動(dòng)態(tài)響應(yīng)各電網(wǎng)頻繁的負(fù)荷變化，本文在綜合考慮受電電網(wǎng)負(fù)荷量級、負(fù)荷特性以及調(diào)峰需求的差異性的基礎(chǔ)上，以受電電網(wǎng)剩余負(fù)荷方差加權(quán)和最小為目標(biāo)建立多電網(wǎng)調(diào)峰模型，并提出了一種單站多電網(wǎng)短期啟發(fā)式調(diào)峰方法求解該模型，以二灘水電站為調(diào)度對象進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)果表明該方法在兼顧多電網(wǎng)負(fù)荷特性的同時(shí)，能夠充分發(fā)揮水電站的調(diào)峰容

5、量效益，可以為單站多電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)度提供理論指導(dǎo)和技術(shù)支持。
　　（3）由于多站單電網(wǎng)調(diào)峰問題涉及的電站多，既有水量傳遞上的動(dòng)態(tài)聯(lián)系，又有多種綜合利用要求，從而導(dǎo)致短期優(yōu)化調(diào)度建模及其模型求解的維數(shù)災(zāi)問題。研究工作從流域大規(guī)模電站群整體優(yōu)化的角度出發(fā)，以受電電網(wǎng)剩余負(fù)荷方差最小為目標(biāo)建立了“多站單電網(wǎng)”短期調(diào)峰模型，為突破已有理論和方法在求解時(shí)存在計(jì)算精度低、時(shí)間復(fù)雜度較高等技術(shù)瓶頸，提出了一種基于不對稱自適應(yīng)廊道技術(shù)的離散微分動(dòng)態(tài)規(guī)

6、劃算法對該模型進(jìn)行求解，不僅有效縮小了算法的尋優(yōu)廊道，避免重復(fù)尋優(yōu)，而且兼顧了求解效率和計(jì)算精度。以清江梯級水電站為調(diào)度實(shí)例進(jìn)行仿真計(jì)算，結(jié)果表明，該方法能夠充分發(fā)揮電站調(diào)峰容量效益，有效避免了不必要的棄水，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
　?。?）基于以上研究成果，本文采用基于JavaFX的富互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)設(shè)計(jì)并開發(fā)了“華中電網(wǎng)水火電聯(lián)合調(diào)度系統(tǒng)”，該系統(tǒng)能夠充分調(diào)用客戶機(jī)的計(jì)算能力，有效減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸和服務(wù)器計(jì)算壓力，同時(shí)提供比Web