[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

说明书

本发明公开了一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法，属于多能源综合利用技术领域，以发挥风光水多能互补在长期上的电量补偿效益，以及短期上的电力补偿效益；长期调度的核心是通过改变流域内大型水库的水位控制方式，发挥多能互补电量互补优势，提高清洁能源利用效率；短期调度在满足长期水位约束的前提下，利用水电灵活调节能力，对风光出力的天然随机性、间歇性和波动性进行“一次电力补偿”调节，减小风光出力对电网安全稳定运行的冲击；实时调度利用水电对风光预报偏差进行“二次电力补偿”调节，追踪日前出力计划，确保系统供电可靠性，通过末库容控制为梯级水电站系统余留足够蓄能，以保证系统远期发电效益。

技术领域

本发明属于多能源综合利用技术领域，具体涉及一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法。

背景技术

风光与水电(以下简称风光水)多能互补的核心思想是风光电站产生的随机性和间歇性电力首先被传输到与水电站相连的联合控制中心，由附近的水电机组实时跟踪和补偿之后，一起打捆外送至电网，以平抑风光不稳定性出力对电网的冲击，解决大规模风光集中上网的消纳难题，提高清洁能源的综合利用水平，是一种创新型、探索式的可再生能源开发运行模式。

从时间尺度上划分，风光水多能互补调度可应分为中长期调度与短期调度。中长期调度通常以提高多能互补系统的整体发电量和发电保证率为目标，旨在利用风、光、水能资源的季节性分布规律和互补特性，提高互补发电系统在长时间尺度的全景发电效益；短期调度通常基于长期调度提供的水量或电量控制条件，一般是以保证系统供电可靠性，平抑风光出力波动性等为目标，侧重于互补系统的发电质量与安全稳定运行。由于水库调度的序贯决策特征，多能互补系统协同调度运行是一个多尺度嵌套的决策过程，单一时间尺度或者局部的协同控制无法确保整个系统的运行效益达到最优，需要建立不同时间尺度模型间的信息反馈机制，开发能够平衡短期和长期能源系统运行的电力/电量补偿协同的多尺度序贯决策模式。

大规模风光新能源接入流域梯级水电站系统，使得流域水网、区域电网耦合关系更加复杂，如何充分发挥流域梯级水电站间的调节能力，开发兼顾长期和短期运行效益的多能互补运行方式是亟待解决的问题。另外，目前有关风光水多能互补系统的研究主要侧重于平抑风光出力天然的随机性、波动性和间歇性，对风光预测不确定性考虑不充分。事实上，水电除了为制定稳定的日前发电计划时需对风光出力的天然不确定性进行一次补偿之外，还需要在实时调度层面对风光预测不确定性进行二次补偿，以保证系统的供电可靠性。

综上，风光水多能互补调度不仅需要协调不同时间尺度的调度需求，还应综合考虑由于风光资源特性带来的天然不确定性和由于预报水平限制带来的预报不确定性。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法，以指导风光水多能互补长期、短期和实时调度运行。

技术方案：为了实现上述目的，本发明的一种多时间尺度嵌套的风光水多能互补调度方法，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，充分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/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，充分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，以尽可能少的耗水量满足发电计划，同时为未来余留足够的发电能力；