響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷需求的清江梯級水電站日計劃編制研究.pdf

1、在建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的大背景下，水電迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。國內(nèi)各大型流域水電公司相繼成立梯調(diào)中心，充分發(fā)揮梯級電站間的水力補償作用，從而實現(xiàn)水電站效益最大化的日計劃編制。然而，隨著國家“清潔低碳”能源戰(zhàn)略的推進(jìn)，具有優(yōu)異調(diào)節(jié)性能的水電能源勢必在電力系統(tǒng)中承擔(dān)更多的維持電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的任務(wù)，故在水電站日計劃編制中考慮電網(wǎng)安全運行需求更加符合電網(wǎng)制定水電站出力計劃的實際情形。因此，在與電網(wǎng)調(diào)度中心進(jìn)一步溝通協(xié)調(diào)的基礎(chǔ)上，深入

2、開展電網(wǎng)負(fù)荷需求影響下的梯級水電站日計劃編制問題研究，對指導(dǎo)水電站實際運行和提高電網(wǎng)安全運行水平都具有重要的工程實用價值。
　　本文以華中電網(wǎng)直調(diào)清江梯級水電站為研究對象，綜合考慮電網(wǎng)對清江梯級的安全要求，深入研究了電網(wǎng)安全約束提取、水電站發(fā)電優(yōu)化和調(diào)峰優(yōu)化等方面內(nèi)容。提出了結(jié)合機(jī)組層面水能效益優(yōu)化和電站層面調(diào)峰優(yōu)化的日計劃編制模型建模思路，并分別針對不同層面的優(yōu)化問題發(fā)展提出了高效合理的求解方法，為清江梯級制定考慮電網(wǎng)安全需求的

3、日計劃提供技術(shù)支撐。以理論成果為指導(dǎo)，設(shè)計并開發(fā)了清江梯級日計劃編制系統(tǒng)，為調(diào)度人員提供信息化決策平臺。本文的主要工作和研究成果如下：
　?。?）深入分析清江梯級響應(yīng)電網(wǎng)指令的工況，尤其是存在“一站多電壓等級外送斷面”的隔河巖水電站，提取了清江梯級面臨的電網(wǎng)安全約束，主要包括調(diào)壓約束、停機(jī)備用約束、旋轉(zhuǎn)備用約束及外送斷面限額約束，同時依據(jù)清江梯調(diào)中心的調(diào)度規(guī)程和調(diào)度經(jīng)驗，將約束抽象為數(shù)學(xué)表達(dá)形式，并確定約束的取值范圍。
　　

4、（2）基于提取的電網(wǎng)安全約束，進(jìn)一步探討機(jī)組負(fù)荷分配問題，并以耗流量最小為目標(biāo)建立了電網(wǎng)安全約束下的機(jī)組負(fù)荷分配模型，同時針對傳統(tǒng)方法處理復(fù)雜約束能力弱、求解效率低的不足，提出了基于精細(xì)化策略和基于全動力特性曲面的兩種負(fù)荷分配方法。清江梯級水電站機(jī)組負(fù)荷分配實例表明，該建模思路能有效地考慮電網(wǎng)安全約束下的機(jī)組水能利用效率問題，并且兩種負(fù)荷方法求解效率均較高，對電網(wǎng)安全約束所有組合情況具有穩(wěn)定高效的處理能力，可為清江梯級水電站在電網(wǎng)安全約

5、束下的發(fā)電效益優(yōu)化問題研究提供指導(dǎo)。
　?。?）開展面向電網(wǎng)調(diào)峰的梯級水電站日計劃編制研究，分別建立了電量控制模式和末水位控制模式下響應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷需求的清江梯級水電站日計劃編制模型，同時在機(jī)組層面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，相應(yīng)地提出啟發(fā)式逐次切負(fù)荷法和逐步粒子群優(yōu)化混合算法進(jìn)行電站層面的調(diào)峰優(yōu)化。啟發(fā)式逐次切負(fù)荷法以初始切負(fù)荷曲線的水電站出力大小為啟發(fā)信息處理模型約束修正電站出力計劃曲線；而逐步粒子群優(yōu)化混合算法的思路則是利用POA框架降低粒子

6、群算法決策變量維度和壓縮可行域縮小算法搜索空間。清江梯級日計劃編制實例表明，整體建模思路能有效平衡電站發(fā)電效益和電網(wǎng)調(diào)峰效益，所提算法求解效率高、優(yōu)化結(jié)果合理，是一種編制考慮電網(wǎng)安全需求的清江梯級日計劃的有效手段。
　?。?）整合上述理論成果，按照“互聯(lián)網(wǎng)+水利”的思路開發(fā)可視化的清江梯級日計劃編制系統(tǒng)，系統(tǒng)整體架構(gòu)利用單頁應(yīng)用的開發(fā)方式和HTML5離線技術(shù)，實現(xiàn)了瀏覽器客戶端化以及離線在線開發(fā)一體化；前端則搭建基于MVVM設(shè)計模