[发明专利]一种富水电地区窝电分析及上网电量动态调整方法

摘要

本发明涉及电网规划和水库调度运行领域，公开了一种富水电地区窝电分析及上网电量动态调整方法，其将电网网架分析纳入水库调度中，基于不同时间尺度分析电网网架薄弱环节；并在保证电网安全稳定运行的前提下，合理地调整窝电断面下的上网电量。其技术方案为：通过建立基于图论的窝电分析模型，将预测的小水电发电能力及优化计算得到的大中型水电站出力输入到模型中进行窝电分析，确定现行电网网架窝电断面，即薄弱环节；通过“多级断面趋近等受阻比例”方法对窝电断面下上网电量进行调整。本发明的有益效果是前瞻电网未来发展，为未来电网网架建设提供有效建议，均衡各发电企业效益，对水库调度运行、电网运行管理具有重要的垂范意义。

主权项

一种富水电地区窝电分析及上网电量动态调整方法，其特征在于如下步骤：(1)通过历史运行资料建立一元线性回归模型预测无径流资料地区小水电发电能力；(2)以总发电量最大为目标建立流域大中型水电群优化模型，并采用逐次逼近思想进行降维求解出大中型水电站出力；(3)基于图论的方法，将地区电网网架图抽象成节点和线路各具属性的有向图，制作地区电网窝电分析模型；将地区电网网架抽象中的电厂抽象成有向图中具有发电量和本地消纳负荷属性的节点，将变电站抽象成有向图中具有上网电量和本地消纳负荷的节点，将输电线路抽象成有向图中具有上网电量和断面输电极限的线；(4)将地区小水电发电能力、大中型水电站出力当做初始上网电量，连同地区负荷预测值输入窝电分析模型中；(5)采用深度优先遍历算法遍历解析窝电分析模型，标记线路等级，计算各输电断面下上网电量，并对各断面进行安全校核，得出地区电网窝电信息；具体分析步骤为：1)将电网网架图抽象成为窝电分析模型；2)将大中小水电发电计划、地区消纳负荷输入到窝电分析模型中；3)定义节点等级为整个模型中最大层数减去当前节点层数，规定所有叶子节点的等级均为0；定义线路等级为该条弧起始节点的节点等级；4)选中图中一个节点，对未被标记节点判断是否有孩子节点，孩子节点是否有兄弟节点，对该节点的孩子节点和兄弟节点进行DFS遍历搜索；5)搜索完成后标记该节点，并判断已标记节点是否与图中节点总数相同，相同执行步骤6)，不相同返回步骤4)；6)图中所有节点均被检索过，按步骤1)定义，统计各节点等级、线路等级；7)统计各输电线路下上网电量与地区负荷，并按照线路等级从低到高的顺序进行断面安全校核，找到没有通过安全校核的电网薄弱环节，为窝电受阻断面；(6)将存在窝电现象的断面按电压等级由低到高排序，采用“多级断面趋近等比例受阻”的方法对断面下上网电量进行调整，以满足电网安全稳定运行的前提下，合理分配电网弃水电量，均衡发电企业效益；“多级断面趋近等受阻比例”方法调整上网电量具体步骤为：①解析窝电分析模型，确定通道计算顺序，线路等级由低到高依次计算S_k(k＝1,2,...,K)，令k＝0；②k＝k+1，接入通道S_k的发电厂集合为Ω_k，用i∈Ω_S,n,j∈Ψ_S,q检验该通道是否通过安全校核，其中：N_S,i为t时段，通道S_k下电源i的上网电量；P_S,j为t时段，通道S_k下节点j的负荷；N_S为t时段，通道S_k的送出通道极限输送能力；Ω_S,n为t时段，通道S_k下上网电源集合。Ψ_S,q为t时段，通道S_k下负荷集合。若没有通过安全校核，按计算窝电量，执行步骤③；若通过安全校核，执行步骤⑧；③获得该通道下未将发电计划锁定为出力下限的发电厂集合Ω_m∈Ω_k，按σ＝ΔN_i,t/N_i,t计算各发电厂的受阻比例式中：ΔN_i,t＝N_i,t‑N′_i,t为_t时段电源i的削减电量，N′_i,t为_t时段电源i的允许上网电量；并按受阻比例升序排序各电厂，排序后结果为：{σ_1,t,σ_2,t,...,σ_r,t,...,σ_m,t},(r＝1,2,...,m)，令r＝0，执行步骤④；④若r＝m，执行步骤⑦；否则执行步骤⑤；⑤r＝r+1，如果σ_r,t＝σ_r+1,t，表示电源r与排序在它后一位的电源受阻比例相同，他们可以按“等受阻比例”削减，返回步骤④；如果σ_r,t＜σ_r+1,t表示电源r的受阻比例小于排序在它后一位的电源，不可以按“等受阻比例”削减，获得电源r及之前受阻比例相同的电源Ω_X＝{σ_1,t,σ_2,t,...,σ_r,t}执行步骤⑥；⑥试算按受阻比例σ_r+1,t削减Ω_X，总削减量为如果ΔP＞ΔN_S，表明将Ω_X中电源的受阻比例提高到(σ_r,t,σ_r+1,t)之间，便可以使通道S通过安全校核，则按“等受阻比例”削减Ω_X，然后执行步骤②；否则，表示将Ω_X中电源的受阻比例全部提高到σ_r+1,t后，通道S仍不能通过安全校核，则按σ_r+1,t削减Ω_X，计算剩余窝电负荷ΔN＝ΔN_S‑ΔP，将ΔN看作下一次计算的ΔN_S，返回执行步骤③；⑦该通道下所有电源的受阻比例均相同，采用“等受阻比例”方法削减各电源，继续执行步骤②；⑧若k＝K，则所有通道均通过安全校核，退出该方法；否则执行步骤②。