恭喜水电水利规划设计总院;水电水利规划设计总院有限公司;中国水利水电建设工程咨询有限公司;中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司卢鹏获国家专利权
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龙图腾网恭喜水电水利规划设计总院;水电水利规划设计总院有限公司;中国水利水电建设工程咨询有限公司;中国电建集团昆明勘测设计研究院有限公司;中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司申请的专利一种基于水风光储一体化基地分级断面拓扑关系的精细化调度建模方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119109100B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-08发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411262246.6,技术领域涉及:H02J3/28;该发明授权一种基于水风光储一体化基地分级断面拓扑关系的精细化调度建模方法是由卢鹏;高洁;卢有麟;郭鹏;杨百银;朱方亮;王旭;赵越;李精艺;张东;顾建伟设计研发完成,并于2024-09-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于水风光储一体化基地分级断面拓扑关系的精细化调度建模方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种基于水风光储一体化基地分级断面拓扑关系的精细化调度建模方法,包括以下步骤:步骤S1,水风光储一体化基地的调度单元划分;步骤S2,建立水风光储一体化基地的调度单元耦合关系;步骤S3,基于水风光储一体化基地的调度单元耦合关系,实现水风光储一体化调度精细化建模及求解,得到每个调度单元在调度期的逐时段t的出力。本发明提供的一种基于水风光储一体化基地分级断面拓扑关系的精细化调度建模方法,准确解析水风光储一体化基地中大规模、多类型电源及其输电断面之间的耦合关系,有效支撑水风光储一体化精细化调度。本发明的使用不受限于水风光储一体化基地电源构成、品类、数量和电力汇集方式,适应性强,可广泛推广应用。
本发明授权一种基于水风光储一体化基地分级断面拓扑关系的精细化调度建模方法在权利要求书中公布了:1.一种基于水风光储一体化基地分级断面拓扑关系的精细化调度建模方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1,水风光储一体化基地的调度单元划分:根据水风光储一体化基地的电源种类以及电源出力特征,将水风光储一体化基地的水电站集群划分为多个水电调度单元,将风电站集群划分为多个风电调度单元,将光伏电站集群划分为多个光伏调度单元,将储能电站集群划分为多个储能调度单元;步骤S2,建立水风光储一体化基地的调度单元耦合关系:步骤S2.1,对水风光储一体化基地的调度单元进行分区,形成不同等级的电源分区,每个等级的电源分区具有相应等级的用于接入更高相邻等级的输电断面,从而形成不同等级的输电断面;步骤S2.2,根据每个输电断面的等级以及其关联的各等级输电断面的上下级关系,对每个输电断面进行编码,明确各个输电断面的上下级关系;步骤S2.3,根据各个输电断面的上下级关系,采用有向图构建得到输电断面拓扑关系;步骤S2.4,根据输电断面拓扑关系,按从低等级到高等级的顺序,采用深度优先搜索方法确定各个输电断面的计算顺序;步骤S2.5,根据每个调度单元的接入方式,将其直接关联至对应的分级输电断面,作为该分级输电断面直接关联的调度单元,从而构建得到水风光储一体化基地的调度单元耦合关系;步骤S3,基于水风光储一体化基地的调度单元耦合关系,实现水风光储一体化调度精细化建模及求解,得到每个调度单元在调度期的逐时段t的出力,包括:步骤S3.1,确定每个水电调度单元在调度期的逐时段t的出力以及每个储能调度单元在调度期的逐时段t的出力;步骤S3.1中,确定每个水电调度单元在调度期的逐时段t的出力以及每个储能调度单元在调度期的逐时段t的出力,具体包括:步骤S3.1.1,估计每个水电调度单元在调度期的平均出力:根据水风光储一体化基地的调度单元耦合关系,确定水电调度单元的拓扑关系,从而将水电调度单元按上下游水力联系进行排序;从最上游开始依次计算各水电调度单元在调度期的平均下泄流量,通过以水定电流量精细化分配方法,估算得到每个水电调度单元在调度期的平均出力;步骤S3.1.2,生成每个水电调度单元在调度期的逐时段t的初始出力过程:以每个水电调度单元在调度期的平均出力、预想出力和强迫出力为约束,采用逐次切负荷法,在扣除风光电站设计出力后的基地外送能力曲线基础上,对各水电调度单元单独进行电力电量平衡计算,得到每个水电调度单元在调度期的逐时段t的初始出力过程;步骤S3.1.3,对每个水电调度单元在调度期的逐时段t的初始出力过程进行修正,得到修正后的每个水电调度单元在调度期的逐时段t的初始出力过程:运用机组组合振动区分析方法,判断水电调度单元在调度期的逐时段t的初始出力过程是否满足稳定运行要求,如果存在不满足要求的时段t的出力,则将不满足要求的时段t的出力修正至稳定运行边界,从而得到修正后的水电调度单元在调度期的逐时段t的初始出力过程;步骤S3.1.4,以步骤S3.1.3得到的修正后的水电调度单元在调度期的逐时段t的初始出力过程作为初始解,以水电调度单元在调度期的逐时段t的出力作为决策变量,以水风光储多能互补发电系统的出力过程波动最小为调度目标F,建立调度模型;其中:调度目标F为: 其中:T为调度期具有的时段t的时段数;Pt为水风光储多能互补发电系统在时段t的出力,为水电调度单元、风电调度单元、光伏调度单元和储能调度单元在时段t的出力和;为水风光储多能互补发电系统在调度期的平均出力;步骤S3.1.5,利用蜂群算法对步骤S3.1.4建立的调度模型进行求解寻优,在寻优过程中,风光出力采用风光设计出力,为定值;根据水风光储多能互补发电系统的水电出力和风光出力确定储能调度单元的抽发状态以及出力,并通过蓄能量平衡约束进行控制;采用启发式约束处理机制依次对每次寻优到的水电调度单元在调度期的逐时段t的出力和储能调度单元在调度期的逐时段t的抽发状态以及出力进行修正,以保证算法寻优得到解的可行性;从而最终求解得到水电调度单元在调度期的逐时段t的出力和储能调度单元在调度期的逐时段t的抽发状态以及出力;步骤S3.2,确定每个风电调度单元在调度期的逐时段t的出力以及每个光伏调度单元在调度期的逐时段t的出力;步骤S3.2,确定每个风电调度单元在调度期的逐时段t的出力以及每个光伏调度单元在调度期的逐时段t的出力,具体包括:步骤S3.2.1,水风光储多能互补发电系统中,已求解得到每个水电调度单元在调度期的逐时段t的出力和每个储能调度单元在调度期的逐时段t的出力,给定风电调度单元和光伏调度单元的初始出力为设计出力;步骤S3.2.2,根据步骤S2.4确定的输电断面的计算顺序,按顺序依次遍历每个输电断面;步骤S3.2.3,对于当前遍历到的输电断面,表示为输电断面tsj,其对应的电源分区表示为电源分区j;根据已求解得到的水电调度单元在调度期的逐时段t的出力和储能调度单元在调度期的逐时段t的出力,以及风电调度单元的最新出力和光伏调度单元的最新出力,采用电源分区出力递归函数,计算得到电源分区j在时段t的出力PSj,t: 其中:为电源分区j在时段t的递归函数; 分别为在时段t,与电源分区j的输电断面tsj直接关联的所有水电调度单元出力总和,所有储能调度单元出力总和,所有风电调度单元出力总和,以及所有光伏调度单元出力总和;DHj、DPj、DQj、DRj,分别为与电源分区j的输电断面tsj直接关联的水电调度单元的编号集合、储能调度单元的编号集合、风电调度单元的编号集合以及光伏调度单元的编号集合;m、k、q、r,分别为水电调度单元、储能调度单元、风电调度单元以及光伏调度单元的编号;分别为水电调度单元m在时段t的出力、储能调度单元k在时段t的出力、风电调度单元q在时段t的最新出力以及光伏调度单元r在时段t的最新出力; 为在时段t电源分区j包含的所有已经经过遍历和约束处理后的次一级电源分区出力总和;DSj表示次一级电源分区编号集合,l为次一级电源分区编号;代表电源分区l在时段t的递归函数;代表次一级电源分区l在时段t的出力上限;步骤S3.2.4,判断电源分区j在时段t的出力PSj,t,是否满足其输电断面tsj的送电限制约束函数,即:PSj,t≤NS,j,其中,NS,j为电源分区j的输电断面tsj的送电限制;如果满足,则返回步骤S3.2.3,继续对下一个输电断面进行遍历;如果不满足,则执行步骤S3.2.5;步骤S3.2.5,结合各级输电断面网络拓扑关系和每个电源分区的输电断面的送电限制,对电源分区j内所有风电调度单元和所有光伏调度单元的出力进行修正,得到各个风电调度单元在时段t的最新出力以及各个光伏调度单元在时段t的最新出力;然后返回步骤S3.2.3,继续对下一个输电断面进行遍历。
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