[发明专利]一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法

权利要求书

1.一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)建立以风光水联合发电效益最大为目标的风光水多能互补系统长期优化调度模型，利用风光对水电的电量补偿和水电对风光的容量补偿实现多能互补长期电量补偿效益最大化，并生成梯级水库日水位控制策略；

(2)建立以调峰能力最大和发电效益最大为目标的风光水多能互补系统短期优化调度模型，发挥水电对风光的电力补偿作用，对风光出力的天然不确定性进行一次补偿调节，以指导制定多能互补系统日前联合发电计划；

(3)建立以水库余留蓄能最大和供电可靠性最高为目标的梯级水电站实时负荷优化分配模型，利用梯级水库的存储和调节能力对风光出力预测偏差进行二次补偿调节，满足发电计划，同时为未来余留足够的发电能力；

(4)建立长期-短期-实时多时间尺度嵌套调度和逐级信息反馈，通过梯级水库水位实现长期优化调度模型与短期优化调度模型的嵌套，通过发电计划实现短期优化调度模型与实时负荷优化分配模型的嵌套，同时实时调度将运行水位反馈至短期优化调度模型，短期优化调度模型将运行水位反馈至长期优化调度模型，实现考虑多重不确定性的电力和电量补偿协同的风光水多能多时间尺度嵌套互补调度；

(5)风光水多能互补长期调度的是利用风光对水电的电量补偿、水电对风光的容量补偿，改变水库长期水位控制方式，为短期调度提供边界。

2.根据权利要求1所述的一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，长期优化调度模型以日为调度时段、年为调度期、风光水联合发电效益最大为目标，以梯级水库水位或库容为决策变量，其目标函数见式(I)；

式中：E_long为调度期内多能互补系统长期发电效益；j为长期调度时段索引；f为梯级水库索引；分别为第f级电站第j日风电、光伏、水电日平均出力；c^w，c^s，c^h分别为风电、光伏、水电上网电价；m，d分别为梯级水库个数、调度期内天数；ΔT为长期调度时段；

模型除了需要满足水电站水库调度的水量平衡、库容上下限、出库流量上下限、发电出力上下限、水库特征曲线等约束外，还需要满足风电、光伏装机容量约束以及电网外送通道约束等；

风光水多能互补短期调度的核心是利用水电对风光进行电力补偿调节，改善风光水打捆送电质量，提高电网对新能源的消纳；短期优化调度模型关键是利用梯级水电的存储和调节能力，对风光出力的随机性、间歇性、波动性等天然不确定性进行一次补偿调节，指导多能互补系统制定一个电网可接受的联合日前发电计划。

3.根据权利要求2所述的一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，短期优化调度模型根据电网对风光水多能互补发电系统是否下达调峰任务，分别提出以调峰补偿模式和效益补偿模式两种电力补偿模式；

(21)调峰补偿模式：以Δt为短期调度时段，以剩余负荷方差最小为调度目标，以水电出力为决策变量，其目标函数见式(II)；

式(II)-(III)中：jⁱ为第j日第i时段；V_j为第j日的剩余负荷方差；为第jⁱ时段剩余负荷；为剩余负荷序列平均值；为第jⁱ时段系统负荷；分别为第f级水电站在第jⁱ时段的风电、光伏、水电出力；n为日内时段数；

(22)效益补偿模式：以Δt为短期调度时段，风光水电联合日发电效益最大为目标，以水库库容为决策变量，其目标函数见式(IV)；模型约束条件同调峰补偿模型，可采用DPSA进行求解；

式(IV)中：E_short为互补系统的日发电效益；

4.根据权利要求3所述的一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法，其特征在于，所述的短期优化调度模型以长期优化调度模型提供的梯级水库日水位调度过程作为水位控制边界；风光水多能互补实时调度的核心是考虑梯级水库的联合运行与混合系统的互补运行，对风电、光伏的预测不确定性进行二次补偿调节，以保证系统的供电可靠性；当风光实际出力与预测出力相比存在增发或少发时，流域梯级水电站出力需要相应减发或增发，以满足风光水时段计划总出力。