一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào)度兩階段搜索方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于水電調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域，公開了一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào)度兩階段搜索方法，可充分利用受端電網(wǎng)間的負(fù)荷互補(bǔ)特性，兼顧多個(gè)受端電網(wǎng)的差異化峰值電力需求，實(shí)現(xiàn)多電網(wǎng)間優(yōu)質(zhì)資源的合理調(diào)控配置。其技術(shù)方案為：針對(duì)跨省送電調(diào)峰問題特點(diǎn)，分兩階段實(shí)現(xiàn)跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰目標(biāo)；在優(yōu)化計(jì)算過程中，首先采用負(fù)荷重構(gòu)策略將多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)差異極大的負(fù)荷曲線重構(gòu)為一條總負(fù)荷，在此基礎(chǔ)上采用變尺度優(yōu)化方法確定水電站出力過程；然后采用外點(diǎn)搜索方法優(yōu)化電站出力在受端電網(wǎng)間的分配過程，采用逐次切負(fù)荷生成初始解，并將負(fù)荷高低作為啟發(fā)信息，迭代修正各受端電網(wǎng)的高峰電力大小，以滿足多個(gè)電網(wǎng)調(diào)峰要求。本發(fā)明可以兼顧多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)調(diào)峰要求，給出比實(shí)際調(diào)度更好的調(diào)峰結(jié)果，是一種切實(shí)可行可用的方法。
【專利說明】一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào)度兩階段搜索方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[〇〇〇1] 本發(fā)明涉及水電調(diào)度運(yùn)行領(lǐng)域，特別涉及一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào)度兩 階段搜索方法。 技術(shù)背景
[0002] 經(jīng)過20多年的流域梯級(jí)滾動(dòng)開發(fā)，中國已經(jīng)形成特大流域和干流梯級(jí)水電系統(tǒng) 格局，烏江、紅水河兩大水電基地干流梯級(jí)基本全部建成，金沙江中下游、瀾滄江中下游、雅 礱江、大渡河四大水電基地特大流域梯級(jí)水電站群也已經(jīng)進(jìn)入全面竣工和集中投產(chǎn)時(shí)期， 中國水電已經(jīng)邁入了大規(guī)?？缡】鐓^(qū)消納調(diào)度和運(yùn)行階段。同時(shí)，伴隨南方電網(wǎng)"兩渡直 流"和國家電網(wǎng)"復(fù)奉直流"的投入運(yùn)行，水電跨省跨區(qū)輸電規(guī)模實(shí)現(xiàn)了迅猛增長，已經(jīng)成為 長江三角洲、珠江三角洲等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)受端電網(wǎng)的重要電力資源。與就地消納方式不同， 現(xiàn)階段單一流域梯級(jí)需要同時(shí)為多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)或者區(qū)域電網(wǎng)輸送電力，滿足這些受端地區(qū) 的用電特別是高峰電力需求。如何利用各個(gè)受電端電網(wǎng)間負(fù)荷互補(bǔ)特性，充分發(fā)揮這些優(yōu) 質(zhì)水電資源的調(diào)節(jié)性能，更好地緩解華東、南方等區(qū)域電網(wǎng)、以及上海、江蘇、浙江、廣東等 省級(jí)電網(wǎng)普遍存在的調(diào)峰壓力已成為我國電網(wǎng)和梯級(jí)水電站群調(diào)度中亟待解決的理論和 實(shí)踐課題，其問題研究是我國大水電大范圍資源配置的關(guān)鍵所在。
[0003] 目前這方面研究國內(nèi)外尚未見到相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道?？缡∷碗娬{(diào)峰問題涉及到多個(gè)電 網(wǎng)，需要處理更加復(fù)雜的電力互聯(lián)約束和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，面臨差異極大的多個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷以 及網(wǎng)間電力分配等復(fù)雜條件與難題，優(yōu)化求解難度更大，需要切實(shí)有效的求解方法。本發(fā)明 成果以中國南方電網(wǎng)紅水河干流梯級(jí)水電站群跨省送電問題為背景，兼顧了梯級(jí)水電站群 跨省送電中面臨的多電網(wǎng)調(diào)峰需求，具有重要的推廣使用價(jià)值。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào)度兩階段搜 索方法，可充分利用受端電網(wǎng)間的負(fù)荷互補(bǔ)特性，兼顧多個(gè)受端電網(wǎng)的差異化峰值電力需 求，實(shí)現(xiàn)多個(gè)電網(wǎng)間優(yōu)質(zhì)資源的合理調(diào)控配置。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明揭示了一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào)度兩階段 搜索方法，包括負(fù)荷重構(gòu)和出力分配兩大部分，按照下述步驟（1)-(8)完成跨省送電調(diào)峰 調(diào)度過程：
[0006] (1)初始計(jì)算條件，包括水電站運(yùn)行條件和約束，以及各電網(wǎng)負(fù)荷過程和受電量需 求；
[0007] (2)令電站編號(hào)m=l;
[0008] (3)構(gòu)建m號(hào)電站的面臨負(fù)荷需求ΙΑ，(：2，…，CT}，其中，…，(^分別為時(shí)段1， 2, . . .，T的負(fù)荷值；
[0009] (4)以{A，C2，…，CT}為負(fù)荷需求，在給定的目標(biāo)函數(shù)和約束條件下，采用變尺度 優(yōu)化方法確定m號(hào)電站的日96點(diǎn)出力過程；
[0010] (5)在給定的控制條件下，采用外點(diǎn)搜索方法確定m號(hào)電站在G個(gè)電網(wǎng)的出力分配 過 f王，艮卩{Ρπι，2，1，Ρπι，2,2，...，Ρπι，2，τ}、…、{口111，(：，1，口111，(：，2，...，口111，(：，1'}，其中， (Pm, 1，1，Pm, 1，2，...，Pm, 1，τ}、（Pm, 2, 1，Pm, 2, 2，...，Pm, 2，τ}、...、（Pm, G, 1，Pm, G, 2，...，Pm, G，t}分力?Ι表不弟 m 可 電站在第1，2, . . .，G個(gè)電網(wǎng)的第1，2, . . .，T個(gè)時(shí)段的負(fù)荷值；
[0011] (6)重新計(jì)算各電網(wǎng)剩余負(fù)荷；
[0012] (7)令m = m+l，若m小于或等于Μ，則跳至步驟（3);否則轉(zhuǎn)至步驟（8);
[0013] (8)計(jì)算當(dāng)前解的目標(biāo)值，判斷目標(biāo)是否改進(jìn)，若是，將當(dāng)前解作為下一輪迭代的 初始解，并跳至步驟（2);否則，判斷是否達(dá)到給的最大迭代次數(shù)，若是，算法搜索終止，輸 出最優(yōu)結(jié)果，否則，跳至步驟（2)。
[0014] 本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果：本發(fā)明一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào) 度兩階段搜索方法，分兩階段實(shí)現(xiàn)跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰目標(biāo)；在優(yōu)化計(jì)算過程中，首 先采用負(fù)荷重構(gòu)策略將多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)差異極大的負(fù)荷曲線重構(gòu)為一條總負(fù)荷，在此基礎(chǔ)上 采用變尺度優(yōu)化方法確定水電站出力過程；然后采用外點(diǎn)搜索方法優(yōu)化電站出力在受端 電網(wǎng)間的分配過程，在分配過程中，采用逐次切負(fù)荷生成初始解，并將負(fù)荷高低作為啟發(fā)信 息，迭代修正各受端電網(wǎng)的高峰電力大小，以滿足多個(gè)電網(wǎng)調(diào)峰要求。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā) 明可充分考慮各受端電網(wǎng)間負(fù)荷互補(bǔ)特性，兼顧跨省送電調(diào)峰中多受端電網(wǎng)的電力需求， 實(shí)現(xiàn)多電網(wǎng)間優(yōu)質(zhì)資源的合理調(diào)控配置。 【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明方法總體求解框圖。
[0016] 圖2是單一水電站送電兩個(gè)省級(jí)電網(wǎng)示意圖。
[0017] 圖3是外點(diǎn)搜索方法得到的網(wǎng)間電力分配問題初始解示意圖。
[0018] 圖4(a)是紅水河干流梯級(jí)水電站群優(yōu)化結(jié)果中廣西電網(wǎng)的受電過程。
[0019] 圖4(b)是紅水河干流梯級(jí)水電站群優(yōu)化結(jié)果中廣東電網(wǎng)的受電過程。 【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0021] 水電大規(guī)模跨省跨區(qū)輸送是為了調(diào)控配置多個(gè)電網(wǎng)間的優(yōu)質(zhì)資源以緩解日益嚴(yán) 重的調(diào)峰壓力，該問題與以往單一電網(wǎng)的水電調(diào)度問題有明顯不同，需要處理更加復(fù)雜的 電力互聯(lián)約束和優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，面臨差異極大的多個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷以及網(wǎng)間電力分配等復(fù)雜條 件與難題，優(yōu)化求解難度更大。對(duì)于如何充分利用各受電端電網(wǎng)間負(fù)荷互補(bǔ)特性，兼顧跨省 送電調(diào)峰中多受端電網(wǎng)的電力需求，國內(nèi)外鮮有文獻(xiàn)報(bào)道。本發(fā)明揭示一種跨省送電梯級(jí) 水電站群調(diào)峰調(diào)度兩階段搜索方法，將跨省送電調(diào)峰問題分解為兩個(gè)關(guān)鍵子問題（一是考 慮多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)負(fù)荷需求，優(yōu)化確定電站的出力過程；二是固定電站出力過程和各電網(wǎng)受 電量，確定電站在受端電網(wǎng)間的電力分配過程），并針對(duì)這兩個(gè)子問題，分階段采用基于負(fù) 荷重構(gòu)的變尺度優(yōu)化方法和外點(diǎn)搜索方法分別求解，以協(xié)調(diào)梯級(jí)水電站群出力和各電網(wǎng)受 電過程，滿足多個(gè)電網(wǎng)調(diào)峰要求。
[0022] 本發(fā)明由負(fù)荷重構(gòu)和出力分配兩階段方法組成。第一階段采用負(fù)荷重構(gòu)策略將多 個(gè)省級(jí)電網(wǎng)差異極大的負(fù)荷曲線重構(gòu)為一條總負(fù)荷，在此基礎(chǔ)上采用變尺度優(yōu)化方法確定 水電站出力過程；第二階段提出外點(diǎn)搜索方法優(yōu)化電站出力在受端電網(wǎng)間的分配過程，采 用逐次切負(fù)荷生成初始解，并將負(fù)荷高低作為啟發(fā)信息，迭代修正各受端電網(wǎng)的高峰電力 大小，以滿足多個(gè)電網(wǎng)調(diào)峰要求。
[0023] 各階段的具體操作方法按照下述過程（a)-(g)予以實(shí)現(xiàn)：
[0024] (a)基于負(fù)荷重構(gòu)的變尺度優(yōu)化方法
[0025] 基于負(fù)荷重構(gòu)的變尺度優(yōu)化方法主要解決第一個(gè)子問題，即多個(gè)電網(wǎng)負(fù)荷需求下 的梯級(jí)水電站群出力優(yōu)化問題，求解步驟主要分為以下兩步。
[0026] 第一步：重構(gòu)電站面臨負(fù)荷需求
[0027] 由于多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)負(fù)荷曲線在數(shù)量級(jí)、高峰和低谷個(gè)數(shù)、峰現(xiàn)時(shí)間等方面通常存 在很大差異，直接確定電站的調(diào)峰運(yùn)行計(jì)劃非常困難。所以，本文采用負(fù)荷重構(gòu)策略將多條 負(fù)荷曲線重構(gòu)為一條總負(fù)荷，以降低電站出力搜索難度；為使總負(fù)荷盡可能保留各電網(wǎng)負(fù) 荷變化特點(diǎn)，尤其是受電量比重較大電網(wǎng)的負(fù)荷高峰和低谷信息，文中將送電量比例作為 權(quán)重，采用歸一化方法進(jìn)行負(fù)荷重構(gòu)，見下式。
[0028]
【權(quán)利要求】
1. 一種跨省送電梯級(jí)水電站群調(diào)峰調(diào)度兩階段搜索方法，其特征包括如下步驟： (1) 初始計(jì)算條件，包括水電站運(yùn)行條件和約束，以及各電網(wǎng)負(fù)荷過程和受電量需求； (2) 令電站編號(hào)m = 1 ; (3) 構(gòu)建m號(hào)電站的面臨負(fù)荷需求ΙΑ，(：2，…，CT}，其中，…，CT分別為時(shí)段1， 2, . . .，T的負(fù)荷值； (4) 以ΙΑ，(：2，...，(：Τ}為負(fù)荷需求，在給定的目標(biāo)函數(shù)和約束條件下，采用變尺度優(yōu)化 方法確定m號(hào)電站的日96點(diǎn)出力過程； (5) 在給定的控制條件下，采用外點(diǎn)搜索方法確定m號(hào)電站在G個(gè)電網(wǎng)的出力分配過 f王，艮P {pm，1; " pm，1;2，…，Pm，1，τ}、（Pm, 2, 1，Pm, 2, 2，…，Pm, 2, J、…、（Pm, G，1，Pm, G，2，…，Pm, G，d，其中， (Pm, 1，1，Pm, 1，2，...，Pm, 1，τ}、（Pm, 2, 1，Pm, 2, 2，...，Pm, 2，τ}、...、（Pm, G, 1，Pm, G, 2，...，Pm, G，t}分力?Ι表不弟 m 可 電站在第1，2, . . .，G個(gè)電網(wǎng)的第1，2, . . .，T個(gè)時(shí)段的負(fù)荷值； (6) 重新計(jì)算各電網(wǎng)剩余負(fù)荷； ⑵令m = m+l，若m小于或等于M，則跳至步驟（3);否則轉(zhuǎn)至步驟⑶； (8)計(jì)算當(dāng)前解的目標(biāo)值，判斷目標(biāo)是否改進(jìn)，若是，將當(dāng)前解作為下一輪迭代的初始 解，并跳至步驟（2);否則，判斷是否達(dá)到給的最大迭代次數(shù)，若是，算法搜索終止，輸出最 優(yōu)結(jié)果，否則，跳至步驟（2)。
【文檔編號(hào)】G06Q50/06GK104063808SQ201410301488
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】申建建, 程春田, 牛文靜, 程雄 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)