[发明专利]梯级水电站群参与日前现货市场的竞价电量边界确定方法

权利要求书

1.一种梯级水电站群参与日前现货市场的竞价电量边界确定方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)提出梯级水电站群绝对可行区间概念

当上游水电站m平均出库流量为最大值时，下游水电站n的发电水量变化区间为其对应的发电电量变化区间为式中：

当上游电站m平均出库流量为最小值R_m时，下游水电站n的发电水量变化区间为其对应的发电电量变化区间为式中：

其中，表示初始库容，单位m³、q_n表示区间来流，单位m³/s、表示末库容最小值，单位m³、表示末库容最大值，单位m³、Δ为时段长，单位h；无论上游电站来水条件如何，之间发电流量对应的交易电量总是可行的，称此区间为绝对可行区间；

(2)根据步骤(1)所提概念，建立梯级水电站群绝对可行电量区间最大模型

模型描述为：已知日前市场中各水电站的初始水位、期末水位上下限以及预测来水，在满足水电站运行约束条件下，确定各水电站的电量上下限，使梯级水电站群在日前市场中的绝对电量可行区间最大；

模型的目标函数为：

E_n,t＝W_n,t/r_n,t (7)

式中：分别为水电站n在t时段的发电量上限、发电水量上限，单位分别为kW·h、m³；E_n,t、W_n,t为水电站n在t时段的发电量下限、发电水量下限，单位分别为kW·h、m³；r_n,t为水电站n在t时段的平均耗水率，m³/kW·h；T为总调度时段数，h，N为梯级水电站总个数，λ为惩罚因子，S_n,t为水电站n在t时段的弃水流量，m³/s；

模型的约束条件包括线性约束和非线性约束，其中，线性约束包括水量平衡约束、始末库水位约束、出库流量约束、发电引用流量约束和出力约束，非线性约束包括水位库容、尾水位泄量和水头耗水率；

(3)采取估算策略确定步骤(2)模型的始末库水位约束条件

对于水库初始水位，采取“以电定水”方式推算，具体方式为从当前时刻电站水位开始，计算出剩余计划电量所需水量，根据水量平衡方程估算出下一日的日初水位；

对于梯级各水库日末水位范围约束，运用模糊聚类分析方法估算出日末理想水位，结合调度人员根据工程经验给出的电站理想水位的允许偏差值，得出水库日末水位范围，表示为下式：

式中：ΔZ、分别为第n个水电站的期望末水位、末水位下、上偏差值；

(4)将步骤(2)所提出的模型通过线性化处理转化为线性模型

采用分段线性插值方法非线性关系转化为线性约束，进而将模型转化为线性模型；

(5)采用单纯形法求解步骤(4)得到的线性模型，得到梯级水电站群最大可行电量区间，即为梯级水电站群参与日前现货市场的竞价电量边界。

2.根据权利要求1所述的一种梯级水电站群参与日前现货市场的竞价电量边界确定方法，其特征在于，所述的梯级水电站绝对可行电量区间最大模型的约束条件包括：

a)水量平衡方程

V_n,t＝V_n,t-1+3600×(I_n,t-Q_n,t-S_n,t)Δt (9)

式中：V_n,t为第n个水电站第t时段的库容，单位m³；I_n,t、q_n,t、Q_n,t、S_n,t分别是第n个水电站第t时段的入库流量、区间流量、发电流量和弃水流量，单位m³/s；m_n为第n个水电站的第m个直接上游水电站；Ω_n为第n个水电站的直接上游水电站集合，对于龙头水电站该集合为空集；Δt为计算时段；

b)始末库水位约束

式中：ΔZ、分别为第n个水电站的初始水位、期望末水位、末水位下、上偏差值；

c)发电引用流量约束

式中：Q_n,t、分别是第n个水电站第t时段的发电引用流量下限、上限，单位m³/s；

d)出库流量约束

式中：分别是第n个水电站第t时段的出库流量下限、上限，单位m³/s；

e)出力约束

式中：N_n,t、分别是第n个水电站第t时段的出力下限、上限，单位kW；

f)水位库容约束

Z_n,t＝f_n,ZV(V_n,t) (16)

式中：f_n,ZV(·)为水电站n的水位-库容关系函数；

g)尾水位泄量约束

Z_n,t＝f_n,ZQ(Q_n,t) (17)

式中：f_n,ZQ(·)为水电站n的尾水位-泄量关系函数；

h)水头耗水率约束

r_n,t＝f_n,rh(h_n,t) (18)

式中：f_n,rh(·)为水电站n的水头-耗水率关系函数。