本發(fā)明涉及電力調(diào)度,具體為一種考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、水電不僅是電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行重要的發(fā)電電源,也是電力運(yùn)行重要的靈活調(diào)節(jié)資源。水電廠枯水預(yù)警本質(zhì)上是對水電廠預(yù)期發(fā)電和調(diào)節(jié)能力的預(yù)警,對電力電量供應(yīng)評估具有重要作用。傳統(tǒng)的電網(wǎng)水電廠枯水預(yù)警重要考慮來水量水平、預(yù)期水位變化兩個因素。以南方電網(wǎng)現(xiàn)行水電廠枯水預(yù)警為例,將水電廠枯水預(yù)警按影響嚴(yán)重程度,從輕到重劃分為黃色、橙色、紅色三級。
2、傳統(tǒng)的水電廠枯水預(yù)警方法判定標(biāo)準(zhǔn)較為簡單,所需要的數(shù)據(jù)較少,易于實(shí)施。然而隨著電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行精益化要求日益提升,新型電力系統(tǒng)下水電廠運(yùn)行控制要求更加精細(xì),傳統(tǒng)水電廠枯水預(yù)警方法面臨如下問題:
3、一是對實(shí)際來水的預(yù)測分析不全面,梯級水電來水既包括其上游流域范圍的天然來水,也包括上級電站的發(fā)電排水。當(dāng)前的氣象預(yù)報僅能提供天然來水,并不能提供上級電站的發(fā)電排水,將導(dǎo)致評估結(jié)果偏保守。
4、二是對發(fā)電需求的測算分析不科學(xué),梯級水電發(fā)電可調(diào)節(jié)能力較強(qiáng),若來水較枯,水電停機(jī)蓄水期間其發(fā)電量將大幅下降,導(dǎo)致前一階段天平均發(fā)電量可能極低,造成傳統(tǒng)方法評估結(jié)果與實(shí)際發(fā)生較大差別。
5、三是預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)不合理,傳統(tǒng)方法是以梯級水電水位下降至死水位時間作為預(yù)警判定標(biāo)準(zhǔn),由于其發(fā)電量基準(zhǔn)選擇不合理,可能導(dǎo)致水電水位長時間不會降至死水位,而該電站實(shí)際水位已經(jīng)較低,不具備發(fā)電能力。傳統(tǒng)方法不能有效揭示上述運(yùn)行特征,影響預(yù)警效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述對實(shí)際來水的預(yù)測分析不全面、對發(fā)電需求的測算分析不科學(xué)和預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)不合理的問題,提出了本發(fā)明。
2、因此,本發(fā)明解決的技術(shù)問題是:綜合考慮上游發(fā)電排水、流域天然來水,測算主力水電綜合來水,根據(jù)不同場景下的發(fā)電需求,評估水電蓄能變化趨勢并發(fā)布預(yù)警。
3、為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:一種考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法,包括:收集階梯水電的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);根據(jù)階梯水電的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和梯級水電上下游間協(xié)調(diào)關(guān)系測算主力水電綜合來水;根據(jù)階梯水電的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和水電站運(yùn)行場景,測算主力水電發(fā)電需求;結(jié)合主力水電綜合來水和主力水電發(fā)電需求,評估水電蓄能變化并發(fā)布預(yù)警。
4、作為本發(fā)明的考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案,其中:階梯水電的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括,梯級水電設(shè)計參數(shù),梯級水電設(shè)計參數(shù)包括設(shè)計最大發(fā)電出力、最小發(fā)電出力,設(shè)計發(fā)電耗水率;梯級水電歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),梯級水電歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)包括發(fā)電量歷史數(shù)據(jù)和日均來水歷史數(shù)據(jù);梯級水電預(yù)測數(shù)據(jù),梯級水電預(yù)測數(shù)據(jù)為來水預(yù)報中的數(shù)據(jù)。
5、作為本發(fā)明的考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案,其中:測算主力水電綜合來水包括,測算主力水電有效天然來水,主力水電有效天然來水的計算公式如下:
6、
7、其中,表示主力水電h運(yùn)行日d所在流域范圍有效天然來水,qhh,d表示梯級水電hh運(yùn)行日d流域天然來水,h(h)表示主力水電h至其上一級主力水電所在范圍內(nèi)所有水電廠構(gòu)成的集合;測算主力水電上游排水,主力水電上游排水的計算公式如下:
8、
9、其中,表示主力水電h運(yùn)行日d上游排水量,表示主力水電h上游主力水電h-1的前一階段日均發(fā)電量,表示梯級水電h-1的平均發(fā)電耗水率;主力水電綜合來水為主力水電有效天然來水與主力水電上游排水之和,主力水電綜合來水的計算公式如下:
10、
11、其中,表示主力水電h運(yùn)行日d的綜合來水,表示主力水電h運(yùn)行日d所在流域范圍的有效天然來水,表示主力水電h運(yùn)行日d的上游排水量。
12、作為本發(fā)明的考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案,其中:測算主力水電發(fā)電需求包括,計算主力水電的最大發(fā)電需求,最大發(fā)電需求的計算公式如下:
13、
14、其中,表示主力水電h最大發(fā)電需求,表示主力水電h最大技術(shù)出力;計算主力水電的正常發(fā)電需求,正常發(fā)電需求的計算公式如下:
15、
16、其中,表示主力水電h正常發(fā)電需求,表示前y年同期該主力水電當(dāng)年多日均值發(fā)電量,為求均值函數(shù);計算主力水電的最小發(fā)電需求,最小發(fā)電需求的計算公式如下:
17、
18、其中,表示主力水電h最小發(fā)電需求,表示綜合發(fā)電、生態(tài)和航運(yùn)多方面限制,由梯級水電運(yùn)行設(shè)計給出的最小發(fā)電量要求。
19、作為本發(fā)明的考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案,其中:評估水電蓄能變化并發(fā)布預(yù)警包括,
20、確定預(yù)警周期;根據(jù)發(fā)電需求,計算水電蓄能變化,判斷蓄能是否會降至警戒值;發(fā)布分級預(yù)警,分級預(yù)警包括黃色預(yù)警、橙色預(yù)警和紅色預(yù)警。
21、作為本發(fā)明的考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案,其中:確定預(yù)警周期包括,計算天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率,天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率的計算公式如下:
22、
23、其中,p(t)表示天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率,φ表示控制天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率的斜率參數(shù),t表示預(yù)測期間的時間點(diǎn),ψ表示控制天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率的位移參數(shù);根據(jù)天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率、綜合來水以及同期日均發(fā)電量的均值計算預(yù)警周期的公式如下:
24、
25、其中,nd表示預(yù)警周期,φ表示控制天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率的斜率參數(shù),t表示預(yù)測期間的時間點(diǎn),ψ表示控制天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率的位移參數(shù),表示主力水電h運(yùn)行日d的綜合來水,表示該水電站同期日均發(fā)電量的均值,t表示時間周期。
26、作為本發(fā)明的考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的一種優(yōu)選方案,其中:發(fā)布分級預(yù)警包括,若預(yù)警周期范圍內(nèi)預(yù)測天然來水低于多年平均來水,且現(xiàn)有蓄能在最大發(fā)電需求水平下使主力水電蓄能降至警戒值,此時發(fā)布黃色預(yù)警,發(fā)布黃色預(yù)警的條件如下:
27、
28、其中,表示主力水電h運(yùn)行日d所在流域范圍的有效天然來水,表示主力水電h同期多年平均來水,qh,0、分別表示主力水電h初始水電蓄能和主力水電h的水電蓄能警戒值,nd表示預(yù)警周期,表示主力水電h的最大發(fā)電需求,表示主力水電h運(yùn)行日d的綜合來水;若預(yù)警周期范圍內(nèi)預(yù)測天然來水低于多年平均來水,且現(xiàn)有蓄能在正常發(fā)電需求水平下使主力水電蓄能降至警戒值,此時發(fā)布橙色預(yù)警,發(fā)布橙色預(yù)警的條件如下:
29、
30、其中,表示主力水電h運(yùn)行日d所在流域范圍有效天然來水,表示主力水電h同期多年平均來水,qh,0、分別為主力水電h初始水電蓄能、主力水電h的水電蓄能警戒值,nd為預(yù)警周期,表示主力水電h正常發(fā)電需求,表示主力水電h運(yùn)行日d的綜合來水;若預(yù)警周期范圍內(nèi)預(yù)測天然來水低于多年平均來水,且現(xiàn)有蓄能在最小發(fā)電需求水平使主力水電蓄能降至警戒值,此時發(fā)布紅色預(yù)警,發(fā)布紅色預(yù)警的條件如下:
31、
32、其中,表示主力水電h運(yùn)行日d所在流域范圍有效天然來水,表示主力水電h同期多年平均來水,qh,0、分別為主力水電h初始水電蓄能、水電蓄能警戒值,nd為預(yù)警周期,表示主力水電h最小發(fā)電需求。
33、本發(fā)明的另外一個目的是提供一種混合光儲配電系統(tǒng)自適應(yīng)接入系統(tǒng),包括:數(shù)據(jù)收集模塊,用于收集階梯水電的基礎(chǔ)數(shù)據(jù);第一測算模塊,用于根據(jù)階梯水電的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和梯級水電上下游間協(xié)調(diào)關(guān)系測算主力水電綜合來水;第二測算模塊,用于根據(jù)階梯水電的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和水電站運(yùn)行場景,測算主力水電發(fā)電需求;預(yù)警模塊,用于結(jié)合主力水電綜合來水和主力水電發(fā)電需求,評估水電蓄能變化并發(fā)布預(yù)警。
34、一種計算機(jī)設(shè)備,包括存儲器和處理器,存儲器存儲有計算機(jī)程序,其特征在于,處理器執(zhí)行計算機(jī)程序時實(shí)現(xiàn)如上考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的步驟。
35、一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì),其上存儲有計算機(jī)程序,其特征在于,計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實(shí)現(xiàn)如上考慮上下游協(xié)同的主力水電廠枯水預(yù)警方法的步驟。
36、本發(fā)明的有益效果:通過計算有效天然來水和上游排水之和,實(shí)現(xiàn)了對主力水電實(shí)際可用水資源的精確計算,考慮了上游水電的影響,相比傳統(tǒng)方法更加全面,提高了水資源預(yù)測準(zhǔn)確度,為后續(xù)預(yù)警判斷提供更可靠依據(jù);通過分別計算最大、正常和最小發(fā)電需求,實(shí)現(xiàn)了對不同運(yùn)行場景下發(fā)電需求的全面評估。這種多層次的需求分析考慮了水電運(yùn)行的各種限制和歷史數(shù)據(jù),為預(yù)警系統(tǒng)提供更全面、更符合實(shí)際運(yùn)行情況的發(fā)電需求參考;通過引入預(yù)警周期的概念并結(jié)合天然來水預(yù)測準(zhǔn)確率,實(shí)現(xiàn)了對預(yù)警時間范圍的動態(tài)調(diào)整,使得預(yù)警周期能夠根據(jù)實(shí)際情況自適應(yīng)變化,既不會因周期過長導(dǎo)致預(yù)警不準(zhǔn)確,也不會因周期過短而失去預(yù)見性,能夠平衡預(yù)警及時性和準(zhǔn)確性,通過更合適的預(yù)警周期,有助于水電站在更長的時間尺度上進(jìn)行水資源調(diào)配;通過設(shè)置黃色、橙色和紅色三級預(yù)警,并根據(jù)不同的蓄能變化情況觸發(fā)相應(yīng)預(yù)警,實(shí)現(xiàn)了對枯水風(fēng)險的分級管理,有助于水電管理人員采取相應(yīng)的應(yīng)對措施,能夠提高水電站運(yùn)行管理效率,降低枯水風(fēng)險。