[发明专利]一种大规模水电站群跨省外送能力分析模型及求解方法

说明书

本发明提供了一种大规模水电站群跨省外送能力分析模型及求解方法，包括步骤：利用流域丰枯评价方法得到单个流域和全流域历史不同年份距平值，确定出不同距平值对应的丰平枯水年典型月来水；根据不同来水利用发电量最大模型计算各水电站最大理论发电量，该电量作为分解校核子模型的月度交易电量边界条件；利用电量分解校核模型以总输电通道利用率最小值最大为目标将最大理论发电量分解至日尺度；从而评估水电外送能力及潜力。本发明提出的方法能够定量分析不同来水情况下水电跨省外送能力及潜力，对提升清洁能源消纳能力及新增输电通道规划建设具有重要理论与现实意义。

技术领域

本发明涉及一种大规模水电站群跨省外送能力分析模型及求解方法，与已有大规模水电发电能力评估和消纳问题研究相比，本发明关注的重点是分析不同频率来水和现有总输电能力下大规模水电站群跨省外送能力和潜力，需要耦合复杂的水量平衡、电量平衡、断面极限、特高压输电容量限制等约束进行多维校核，定量评估不同来水频率下水电跨省外送能力和潜力。

背景技术

随着西南水电电力市场相关政策的逐步落实以及西电东送网架不断扩大，我国水电进入了大容量、远距离、市场化、跨省跨区大规模消纳新阶段。以云南电网为例，作为西电东送主要送端电网，2018年全网8条超/特高压直流总输电能力高达2860万kW，约占水电总装机容量43％，但输电通道年平均利用率(日送电量与通道总容量比值)只有55％，其中汛期(6-9月)平均利用率为85％，枯期仅为40％，全年弃水电量高达170亿kWh，主要原因之一是调节性能好的电站较少且外送能力预估不足，当来水比较集中时大小水电挤占有限的输电通道，局部窝电导致水电整体外送能力有限。与传统一体化水电调度模式相比，电力市场环境下不同业主上下游梯级电站存在很强的竞争调度，特别是汛期，水电站多发或超发弃水电量和挤占有限的输电通道更是进入了白热化，市场公平公正性难以维护，不仅严重打击了水电厂参与电力市场的信心，而且大规模超/欠发交易电量对电网的潮流稳定、断面极限以及跨区外送能力会产生较大影响，因此，在电力市场环境下如何评估大规模水电站群外送潜力，对缓解大规模弃水和窝电压力，以及提升清洁能源消纳能力具有重要理论与现实意义。

目前针对大规模水电发电能力评估和消纳问题，主要集中在针对云南水电消纳问题提出利用电力电量平衡方法提升水电的外送能力、从送受端电网新能源发电特性的相互作用机理出发，分析南方电网“西电东送”特性对送受端电网新能源消纳能力的影响、针对水电弃水电量跨省消纳的定价问题，提出弃水电量的消纳原则和定价原则等各方面。但本发明关注的重点是分析不同频率来水和现有总输电能力下大规模水电站群跨省外送能力和潜力，需要耦合复杂的水量平衡、电量平衡、断面极限、特高压输电容量限制等约束进行多维校核，定量评估不同来水频率下水电跨省外送能力和潜力。

发明内容

针对电力市场环境下大规模水电跨省外送能力评估问题，本发明提出了一种大规模水电站群跨省外能力分析模型及求解方法。

本发明的原理为：利用流域丰枯评价方法得到不同距平值对应的丰平枯年来水，其次在不同频率来水下利用发电量最大模型计算各水电站最大理论发电量，该电量作为分解校核子模型的月度交易电量边界条件，然后利用电量分解校核模型以总输电通道利用率最小值最大为目标将最大理论发电量分解至日尺度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种大规模水电站群跨省外送能力分析模型及求解方法，其特征在于，包括步骤：

步骤1，设计不同频率的来水过程；

步骤2，评估水电系统理论最大发电量；

步骤3，分解水电月度交易电量；

步骤4，评估水电外送能力及潜力。

所述步骤1中，不同规模的来水代表着不同程度的发电能力，通过合理设计来水过程对评估水电外送能力至关重要，通过采用《水库调度计算及评价规范(Q/GDW 589-2011)》中丰枯评价方法设计不同来水过程；