本發(fā)明屬于電網(wǎng)規(guī)劃及調(diào)度運(yùn)行，具體為一種考慮時(shí)段貢獻(xiàn)度的水電中長(zhǎng)期調(diào)峰調(diào)度方法。

背景技術(shù)：

1、在加速構(gòu)建新型電力系統(tǒng)背景下，電力系統(tǒng)主體多元化、電網(wǎng)形態(tài)復(fù)雜化、運(yùn)行方式多樣化的特點(diǎn)愈發(fā)明顯，電網(wǎng)不同時(shí)間尺度的調(diào)峰壓力均呈源荷雙側(cè)式增長(zhǎng)。作為系統(tǒng)內(nèi)電力供應(yīng)與靈活調(diào)節(jié)的雙重提供者，水電調(diào)峰方式也面臨新的挑戰(zhàn)。如何有效利用水電靈活性，根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷中長(zhǎng)期特點(diǎn)優(yōu)化分配水電日度電量，確保電網(wǎng)在“迎峰度冬”、“迎峰度夏”以及其他關(guān)鍵期具備充裕調(diào)峰容量，是新形勢(shì)下水電站中長(zhǎng)期調(diào)度的關(guān)鍵。

2、制作電網(wǎng)中長(zhǎng)期調(diào)度方案時(shí)，調(diào)度員通常存在變尺度調(diào)峰需求：根據(jù)負(fù)荷及新能源預(yù)測(cè)情況，對(duì)調(diào)峰需求進(jìn)行預(yù)判，期望在不影響水電后期正常運(yùn)行的前提下在某個(gè)特定時(shí)段內(nèi)最大化水電調(diào)峰效果，常規(guī)以日、旬等為固定步長(zhǎng)的調(diào)度方式不再適用。此外，電網(wǎng)中長(zhǎng)期負(fù)荷相比短期負(fù)荷通常在時(shí)間上呈現(xiàn)出更大的幅值與波動(dòng)性差異，常規(guī)中長(zhǎng)期優(yōu)化調(diào)度通常引導(dǎo)調(diào)峰容量聚集在負(fù)荷最高處，突出滿足幅值特性但易忽略波動(dòng)特性，可能會(huì)因此導(dǎo)致在負(fù)荷強(qiáng)烈波動(dòng)時(shí)期沒(méi)有足夠調(diào)峰容量，無(wú)法平抑波動(dòng)，增加電網(wǎng)調(diào)節(jié)難度與成本等問(wèn)題。

3、中國(guó)專利“cn106655280a，一種基于電量控制的梯級(jí)水電短期調(diào)峰模型及求解方法”提供了一種基于電量控制的梯級(jí)水電短期調(diào)峰模型，通過(guò)負(fù)荷重構(gòu)、啟發(fā)式切負(fù)荷等方法科學(xué)安排水電站在電網(wǎng)內(nèi)的工作位置，可以合理的分配水電系統(tǒng)電量，但適用于短期尺度，沒(méi)有考慮中長(zhǎng)期負(fù)荷的特性差異。

4、中國(guó)專利“cn115169701a基于分段負(fù)荷重構(gòu)策略的梯級(jí)水電短期優(yōu)化調(diào)度方法”所述的技術(shù)方案將負(fù)荷橫向劃分為帶峰谷特征的分段負(fù)荷與頻繁波動(dòng)的剩余負(fù)荷過(guò)程，分配給不同水電站，從負(fù)荷空間維度上解決大規(guī)模水電短期優(yōu)化調(diào)度求解維數(shù)災(zāi)，但不能解決水電在特殊時(shí)段固定某一調(diào)峰深度的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種考慮時(shí)段貢獻(xiàn)度的水電中長(zhǎng)期調(diào)峰調(diào)度方法，首先根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷在中長(zhǎng)期尺度的幅值-波動(dòng)特性對(duì)調(diào)度周期進(jìn)行變尺度分割，繼而設(shè)置時(shí)段貢獻(xiàn)度，采用變尺度切負(fù)荷方法得到對(duì)應(yīng)尺度下水電站調(diào)度過(guò)程，既可針對(duì)性的分配調(diào)度期內(nèi)水電調(diào)峰容量，也有利于梯級(jí)水電調(diào)峰調(diào)度的降維求解，提高調(diào)度方案計(jì)算效率。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)特征，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種考慮時(shí)段貢獻(xiàn)度的水電中長(zhǎng)期調(diào)峰調(diào)度方法，包括以下步驟：

3、s1，初始化輸入數(shù)據(jù)與電站參數(shù)；

4、s2，負(fù)荷分界點(diǎn)提??；

5、s3，分界點(diǎn)篩選；

6、s4，全周期分段；

7、s5，設(shè)置時(shí)段貢獻(xiàn)度；

8、s6，逐段切負(fù)荷。

9、所述s1中初始化輸入數(shù)據(jù)與電站參數(shù)包括：中長(zhǎng)期負(fù)荷預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和水電調(diào)峰能力數(shù)據(jù)；其中，水電調(diào)峰能力數(shù)據(jù)設(shè)置為水電站裝機(jī)容量，或者按實(shí)際出力能力分時(shí)段單獨(dú)設(shè)置；其中所述水電站裝機(jī)容量為常數(shù)。

10、所述s2中負(fù)荷分界點(diǎn)提取是依據(jù)負(fù)荷幅值和波動(dòng)量化指標(biāo)提出負(fù)荷特性變化點(diǎn)的基本判斷條件，并進(jìn)行提?。?/p>

11、具體包括：負(fù)荷極值點(diǎn)具有明確的峰、谷物理意義，包含負(fù)荷特性變化，選擇負(fù)荷序列極值點(diǎn)作為初始特征序列：

12、式中，t為分界點(diǎn)，n為分界點(diǎn)總數(shù)量，l為對(duì)應(yīng)分界點(diǎn)處負(fù)荷序列極值。

13、所述s3中分界點(diǎn)篩選是根據(jù)水電站調(diào)峰能力僅保留具備負(fù)荷趨勢(shì)轉(zhuǎn)折意義的分界點(diǎn)，過(guò)濾負(fù)荷曲線中微小波動(dòng)造成的分界干擾；

14、所述s4中全周期分段是根據(jù)保留的標(biāo)志點(diǎn)對(duì)原始負(fù)荷進(jìn)行時(shí)間分段，得到多調(diào)度期；

15、具體包括：基于中長(zhǎng)期負(fù)荷波動(dòng)頻繁，且步驟s2中所得序列數(shù)據(jù)點(diǎn)多，存在某些數(shù)據(jù)點(diǎn)僅因中長(zhǎng)期負(fù)荷微小波動(dòng)產(chǎn)生，不具備負(fù)荷趨勢(shì)轉(zhuǎn)折的意義，采用負(fù)荷序列平滑策略疊加水電站調(diào)峰能力篩選策略，篩選出最終分界點(diǎn)并由分界點(diǎn)將調(diào)度期分為連續(xù)的時(shí)段集合。

16、其特征在于，所述負(fù)荷序列平滑策略具體為：

17、首先，定義負(fù)荷幅值特性為幅值占比a，波動(dòng)特性為極值點(diǎn)最小時(shí)間間隔r，若兩特征點(diǎn)的幅值占比小于a且時(shí)間間隔小于r，則剔除并從繼續(xù)判斷，如式(1)：

18、

19、式中，t為分界點(diǎn)，i為其中一個(gè)分界點(diǎn)，a為幅值占比，r為極值點(diǎn)最小時(shí)間間隔，l為對(duì)應(yīng)分界點(diǎn)處負(fù)荷序列極值，p為水電站在分界點(diǎn)的出力，δt為。

20、所述水電站調(diào)峰能力篩選策略具體為：

21、分界點(diǎn)左右兩側(cè)歸屬不同時(shí)段，為保證水電站在分界點(diǎn)左右不同分段下出力的一致性，考慮啟發(fā)式切負(fù)荷過(guò)程，水電站在不同時(shí)段的工作位置由該調(diào)度期內(nèi)負(fù)荷峰值與水電調(diào)峰能力共同決定，當(dāng)分界點(diǎn)屬于水電站工作位置下方時(shí)段時(shí)，水電站出力均為最小出力，僅保留在這類時(shí)段中的分界點(diǎn)，就能夠滿足分界點(diǎn)出力的一致性，如式(2)：

22、pt-＝pt+??(2)

23、式中，pt-為水電站在分界點(diǎn)t左側(cè)時(shí)段中計(jì)算的出力，pt+為水電站在分界點(diǎn)t右側(cè)時(shí)段中計(jì)算的出力。

24、計(jì)算不同調(diào)度時(shí)段末水位允許區(qū)間：根據(jù)電站運(yùn)行約束，正、反向遞推不同時(shí)段末最高允許水位與最低可運(yùn)行水位，構(gòu)成此時(shí)段末水位區(qū)間。

25、所述s5中設(shè)置時(shí)段貢獻(xiàn)度是調(diào)度員對(duì)分段后的各調(diào)度期進(jìn)行水電調(diào)峰能力設(shè)置，實(shí)現(xiàn)水電調(diào)峰容量在調(diào)度期內(nèi)的針對(duì)性分配；

26、具體包括：對(duì)于不同時(shí)段水電調(diào)峰能力進(jìn)行設(shè)置，如式(3)所示，pnpeak為水電站在分段n的調(diào)峰能力，為水電站在分段n的最小出力，為水電站在分段n的最大出力，λ為該時(shí)段貢獻(xiàn)度，可人為設(shè)置，λ越大，該分段n的調(diào)峰深度越大；

27、

28、所述s6中逐段切負(fù)荷是在不同分段內(nèi)根據(jù)水電在本段內(nèi)的調(diào)峰容量采用切負(fù)荷方法，對(duì)本段內(nèi)水電運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行求解；

29、具體包括：對(duì)不同分段獨(dú)立采用啟發(fā)式切負(fù)荷方法，在每段首次切負(fù)荷后，計(jì)算該時(shí)段末水位，校核其是否在末水位允許區(qū)間內(nèi)，若低于下限，則減小λ直至將該時(shí)段末水位滿足下限值要求；若水位高于允許上限，增大λ直至將該時(shí)段末水位滿足上限要求，逐段計(jì)算直至得到全調(diào)度周期內(nèi)不同時(shí)段水電出力方案。

30、所述負(fù)荷分界點(diǎn)提取和分界點(diǎn)篩選的詳細(xì)步驟如下：

31、step1.提取負(fù)荷序列極值點(diǎn)，生成極值序列l(wèi)′；

32、step2.設(shè)置當(dāng)前時(shí)刻t＝0，定義負(fù)荷幅值特性為幅值占比a，波動(dòng)特性為極值點(diǎn)最小時(shí)間間隔r，若極值序列中兩相鄰點(diǎn)的幅值占比小于l且時(shí)間間隔小于r，則剔除并從繼續(xù)判斷，如式(4)所示，得到初步分界點(diǎn)序列l(wèi)s；

33、

34、step3.在ls基礎(chǔ)上剔除極大值點(diǎn)，得到需篩選出力一致性的分界序列l(wèi)'s＝{(ts,1,ls,1),(ts,2,ls,2),...,(ts,n,ls,n)}，將調(diào)度周期以ts,1,ts,2,...,ts,n為分界點(diǎn)將整個(gè)調(diào)度期分段、水電站裝機(jī)容量作為各時(shí)段調(diào)峰能力，對(duì)ts,1,ts,2,...,ts,n驗(yàn)證水電站是否在此時(shí)刻滿足出力一致性，如式(5)所示；遍歷l's中所有時(shí)刻點(diǎn)，若不滿足式(5)，則剔除；最終得到分界序列l(wèi)se＝{(tse,1,lse,1),(tse,2,lse,2),...,(tse,i,ls,i)}；

35、

36、step4.設(shè)置子時(shí)段數(shù)量i＝0，計(jì)算不同調(diào)度時(shí)段末水位允許區(qū)間：根據(jù)電站出力、水位、流量等運(yùn)行約束，正、反向遞推不同時(shí)段末最高允許水位與最低可運(yùn)行水位，構(gòu)成此時(shí)段末水位區(qū)間

37、step5.設(shè)置時(shí)段貢獻(xiàn)度：設(shè)置子時(shí)段i的時(shí)段貢獻(xiàn)度λi，計(jì)算此時(shí)段水電調(diào)峰能力，如下式所示：

38、pipeak＝pimin+λi·(pimax-pimin)???(6)

39、step6.變尺度切負(fù)荷：采用啟發(fā)式切負(fù)荷方法，根據(jù)pipeak確定水電站工作位置，并計(jì)算該時(shí)段內(nèi)出力，進(jìn)而計(jì)算該時(shí)段末水位，校核其是否在末水位允許區(qū)間內(nèi)，若低于下限，則減小λi直至將該時(shí)段末水位滿足下限值要求；若水位高于允許上限，增大λ直至將該時(shí)段末水位滿足上限要求；

40、step7.判斷是否i＝i，假如是則計(jì)算結(jié)束，若不是，令i＝i+1，重復(fù)step4-step6，直到滿足條件。

41、本發(fā)明有如下有益效果：

42、本發(fā)明提出的調(diào)度方法可提升水調(diào)電調(diào)協(xié)調(diào)性，通過(guò)使水電出力曲線更加接近電網(wǎng)負(fù)荷及調(diào)度員需求的方式，全時(shí)段準(zhǔn)確提高水電調(diào)峰對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷需求的滿足度。負(fù)荷分界點(diǎn)提取、篩選、分段方式可保證根據(jù)水電站調(diào)峰能力保留具備負(fù)荷趨勢(shì)轉(zhuǎn)折意義的分界點(diǎn)；設(shè)置時(shí)段貢獻(xiàn)度可人為動(dòng)態(tài)進(jìn)行水電調(diào)峰能力設(shè)置，實(shí)現(xiàn)水電調(diào)峰容量在調(diào)度期內(nèi)的針對(duì)性分配，能夠有效平滑負(fù)荷波動(dòng)，提升全局調(diào)峰效果。