一種地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及發(fā)電領(lǐng)域，特別設(shè)及一種地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)的大小水電相關(guān)方 法。 技術(shù)背景
[0002] 作為國(guó)際上公認(rèn)的清潔可再生能源，小水電因其規(guī)模小、投資少、見效快、無污染、 推動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)等優(yōu)點(diǎn)，W每年超過250萬kw的裝機(jī)規(guī)模迅速發(fā)展。截至2013年底，我 國(guó)小水電裝機(jī)容量已超過68000MW，占全國(guó)水電裝機(jī)24%，相當(dāng)于=個(gè)=峽工程。小水電多 富集于經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)，當(dāng)?shù)赜脩粝{能力有限，導(dǎo)致發(fā)電能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于用電需求，需通過大 規(guī)模、遠(yuǎn)距離外送進(jìn)行消納。而大水電與小水電來水具有同步性，訊期來水豐富時(shí)，大小水 電擠占有限的通道資源，造成大規(guī)模窩電、棄水，并能引發(fā)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定事故，威脅到電網(wǎng) 的安全運(yùn)行。因此，亟需進(jìn)行小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)，確保大小水電能夠合理的協(xié)調(diào)與調(diào)度， W解決上述問題。
[0003] 小水電發(fā)電能力指的是小水電在一定氣象、水文條件下的發(fā)電潛力。小水電發(fā)電 能力與氣象、水文、裝機(jī)等眾多因素有關(guān)，其發(fā)電能力預(yù)測(cè)面臨諸多困難；1)缺乏用于預(yù)測(cè) 的歷史水文、氣象、發(fā)電能力觀測(cè)和監(jiān)測(cè)資料，資料積累不夠，該主要是由于小水電大多管 理薄弱、信息采集困難、缺乏相關(guān)的水文測(cè)站和氣象數(shù)據(jù)積累；2)小水電多為徑流式電站、 調(diào)節(jié)能力差，發(fā)電很大程度上由來水決定，加之單站裝機(jī)小，發(fā)電具有強(qiáng)不確定性與波動(dòng) 性，預(yù)測(cè)難度大；3)小水電發(fā)電規(guī)律具有很明顯的流域空間差異性，難W建立一套通用的 預(yù)測(cè)模型；4)小水電面廣點(diǎn)多，單個(gè)電站發(fā)電能力預(yù)測(cè)不具備規(guī)律性，逐一預(yù)測(cè)沒有必要 也無法獲得滿足實(shí)際要求的精度。
[0004] 一般來說，水電富集地區(qū)大小水電并存，同一地區(qū)或者相鄰地區(qū)大小水電在水文、 氣象、地理?xiàng)l件存在相似性，而該些地區(qū)大、中型水電站一般往往具有長(zhǎng)期水文、氣象和發(fā) 電能力資料，該些資料可W為小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)提供參考和借鑒，是本發(fā)明提出的基礎(chǔ)。
[0005] 不同于大中型水電站徑流、發(fā)電能力預(yù)測(cè)W單站為對(duì)象，本發(fā)明是W地調(diào)或者縣 調(diào)總的小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)為主要對(duì)象。為了便于敘述，統(tǒng)稱為地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)， 兩者在方法上并沒有什么不同。其原因如前所述，單一小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)因面廣，設(shè)及到 的流域小，可能因其各自獨(dú)自的地形、地貌等條件，與大中型水電站在水文、氣象條件上不 具備同一行，但地區(qū)集合構(gòu)成小水電群在水文、氣象條件上應(yīng)表現(xiàn)某種相似性。小水電也是 通過不同的電壓等級(jí)逐一并網(wǎng)的，對(duì)電網(wǎng)形成影響的是總體效應(yīng)，因此，開展地區(qū)小水電發(fā) 電能力預(yù)測(cè)具有現(xiàn)實(shí)意義。
[0006] 本項(xiàng)目是國(guó)家"863"重大專項(xiàng)研究課題的一部分，據(jù)我們了解，國(guó)內(nèi)外關(guān)于小水電 發(fā)電能力預(yù)測(cè)的方法很少，類似本文從實(shí)際工程問題出發(fā)，提出的W地區(qū)小水電發(fā)電能力 為預(yù)測(cè)的對(duì)象，借鑒大中型水電站的區(qū)間流量開展相關(guān)的問題研究還是第一次，云南電網(wǎng) 的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，本文方法簡(jiǎn)單、實(shí)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)的可行方法。利用 大小水電相關(guān)性由大水電月區(qū)間流量預(yù)測(cè)值對(duì)地區(qū)小水電月發(fā)電能力值進(jìn)行預(yù)測(cè)?？杀苊?直接利用小水電短缺的歷史資料進(jìn)行預(yù)測(cè)，為貧資料地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)提供了一種 可行方法。
[000引本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明提供一種基于大小水電相關(guān)性的小水電發(fā)電能力預(yù) 測(cè)方法，整體流程圖如圖1所示，按照下述步驟（1)-(8)實(shí)現(xiàn)地區(qū)小水電群發(fā)電能力預(yù)測(cè)：
[0009] (1)計(jì)算地區(qū)小水電群歷史各月發(fā)電能力Em。
[0010] 似利用發(fā)電月利用小時(shí)數(shù)tm表示月發(fā)電能力Em。
[0011] (3)針對(duì)需要預(yù)測(cè)的地區(qū)，選取地理位置、水文氣象條件相似，具備長(zhǎng)期歷史資料 的大水電站作為相關(guān)分析的備選電站。
[001引 （4)進(jìn)行預(yù)測(cè)地區(qū)小水電發(fā)電能力Em與備選大水電站的區(qū)間流量q相關(guān)分析，選 取相關(guān)系數(shù)R最大的大電站作為發(fā)電能力預(yù)測(cè)參考電站。
[0013] (5)對(duì)大水電歷史各月的月區(qū)間流量q與地區(qū)小水電歷史各月的月發(fā)電月利用小 時(shí)數(shù)tm進(jìn)行線性回歸計(jì)算，建立回歸關(guān)系。
[0014] 做利用回歸關(guān)系，借助大水電流量預(yù)測(cè)值qf"沫推算地區(qū)小水電發(fā)電月利用小 時(shí)數(shù)預(yù)測(cè)值
[001引 （7)利用月電月利用小時(shí)數(shù)預(yù)測(cè)值tm換算出月發(fā)電能力預(yù)測(cè)值Em,f"e。
[0016] 本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果；無需逐一對(duì)單個(gè)小水電站進(jìn)行發(fā)電能力預(yù) 巧。，容易獲取同一或者相鄰地區(qū)大中型水電站的長(zhǎng)期區(qū)間流量，從而尋找相關(guān)性好的水電 站開展地區(qū)發(fā)電能力預(yù)測(cè)。本方法可避免直接利用小水電短缺的資料進(jìn)行預(yù)測(cè)，為貧資料 地區(qū)小水電群發(fā)電能力預(yù)測(cè)提供了一種可行的預(yù)測(cè)方法。對(duì)于實(shí)現(xiàn)大小水電協(xié)調(diào)，解決棄 水、窩電問題，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本方法基本流程示意圖。
[0018] 圖2是德宏地區(qū)小水電-大盈江S級(jí)電站線性回歸示意圖。
[0019] 圖3是德宏地區(qū)預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際發(fā)電能力對(duì)比示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 為使本發(fā)明的目的、優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)方案更加清晰，下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明的
【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)說明。
[0021] 一種地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)的大小水電相關(guān)方法。
[0022] (1)計(jì)算地區(qū)小水電發(fā)電能力
[0023] 小水電發(fā)電能力指的是小水電在一定氣象、水文條件下的發(fā)電潛力，由于小水電 在訊期存在棄水現(xiàn)象，故地區(qū)小水電月發(fā)電能力Em可用小水電月發(fā)電量Eg。。,。與月棄水電 量 Eiwt.m表示，如下式；Em= Egen，m巧lost，m
[0024] (2)利用發(fā)電月利用小時(shí)數(shù)表示發(fā)電能力
[0025] 考慮到小水電的機(jī)組動(dòng)態(tài)投產(chǎn)，裝機(jī)容量在不斷變化，因此引入小水電裝機(jī)月 利用小時(shí)數(shù)代替其發(fā)電能力，更符合實(shí)際。地區(qū)小水電裝機(jī)月利用小時(shí)數(shù)tm如下式：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)方法，其特征在于以下步驟： (1) 計(jì)算地區(qū)小水電歷史各月發(fā)電能力Em，利用地區(qū)小水電月發(fā)電量Egm,m與月棄水電 量Ek ii1表示，其計(jì)算是如下：Eni= Egm^Eltjstv
(2) 利用發(fā)電月利用小時(shí)數(shù)tm表示月發(fā)電能力Em，tm通過下式計(jì)算： 其中，Ncmm為小水電當(dāng)月裝機(jī)容量； (3) 針對(duì)需要預(yù)測(cè)的地區(qū)，選取地理位置、水文氣象條件相似，具備長(zhǎng)期歷史資料的大 水電站作為相關(guān)分析的備選電站； (4) 進(jìn)行預(yù)測(cè)地區(qū)小水電發(fā)電能力Em與備選大水電站的區(qū)間流量q相關(guān)分析，選取相 關(guān)系數(shù)R最大的大電站作為發(fā)電能力預(yù)測(cè)參考電站；計(jì)算相關(guān)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)指的是小水 電月利用小時(shí)數(shù)與大中型水電站月平均區(qū)間流量之間的相關(guān)系數(shù)；計(jì)算公式如下式：
其中，L為第i月小水電裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)，G為參與計(jì)算的各月裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)均 值，Qi為大中型水電站第i月區(qū)間流量，^為參與計(jì)算的各月區(qū)間流量均值； (5) 對(duì)大水電歷史各月的月區(qū)間流量q與地區(qū)小水電歷史各月的月發(fā)電月利用小時(shí)數(shù) tm進(jìn)行線性回歸計(jì)算，建立回歸關(guān)系；其中以大電站歷史區(qū)間流量為回歸分析的自變量，以 地區(qū)小水電發(fā)月裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)作為因變量；回歸關(guān)系計(jì)算式為： tm= b*q+a 其中
(=1 式中，為地區(qū)小水電月裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)，q為大水電月區(qū)間流量，a、b為回歸系數(shù)，η 為月數(shù)； (6) 利用回歸關(guān)系，借助大水電流量預(yù)測(cè)值qf_來推算小水電發(fā)電月利用小時(shí)數(shù)預(yù)測(cè) 值 tm，fQre，計(jì)算式為：tm，fOTe= b*q fOTe+a ; 其中，為地區(qū)小水電月裝機(jī)利用小時(shí)數(shù)預(yù)測(cè)值，qf_為大水電區(qū)間流量預(yù)測(cè)值； (7) 利用月電月利用小時(shí)數(shù)預(yù)測(cè)值tm換算出月發(fā)電能力預(yù)測(cè)值Em,，計(jì)算式為Em, =f 氺N fore 1 cap, m °
【專利摘要】本發(fā)明涉及發(fā)電領(lǐng)域，公開了一種地區(qū)小水電發(fā)電能力預(yù)測(cè)方法。利用大小水電相關(guān)性，實(shí)現(xiàn)了利用大水電流量預(yù)測(cè)地區(qū)小水電發(fā)電能力的方法。其技術(shù)方案為：以地區(qū)小水電群整體為研究對(duì)象，選取水文、氣象相類似的同一或者相鄰地區(qū)的具有長(zhǎng)期徑流、發(fā)電能力等資料的大、中型水電站，對(duì)地區(qū)內(nèi)大水電區(qū)間流量與小水電發(fā)電月利用小時(shí)數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析，求出相關(guān)系數(shù)。找出與小水電群發(fā)電能力相關(guān)系數(shù)最大的水電站后，建立大小水電回歸模型，實(shí)現(xiàn)了利用大水電區(qū)間流量預(yù)測(cè)值對(duì)地區(qū)小水電發(fā)電能力進(jìn)行預(yù)測(cè)的方法。本發(fā)明無需逐一對(duì)單個(gè)小水電站進(jìn)行發(fā)電能力預(yù)測(cè)，容易獲取同一或者相鄰地區(qū)大中型水電站的長(zhǎng)期區(qū)間流量，從而尋找相關(guān)性好的水電站開展地區(qū)發(fā)電能力預(yù)測(cè)，解決了小水電發(fā)電資料不足而導(dǎo)致難以預(yù)測(cè)的問題，為貧資料地區(qū)小水電群發(fā)電能力預(yù)測(cè)提供了一種可行方法。對(duì)于實(shí)現(xiàn)大小水電協(xié)調(diào)，解決棄水、窩電問題，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行意義重大。
【IPC分類】G06Q50-06, G06Q10-04
【公開號(hào)】CN104537436
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410805214
【發(fā)明人】程春田, 蔡華祥, 李剛, 涂啟玉, 劉晨曦, 孫永軍
【申請(qǐng)人】大連理工大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月18日