(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211110293.X (22)申请日 2022.09.13 (71)申请人 中国长江电力股份有限公司 地址 443002 湖北省宜昌市西陵区西坝建 设路1号 (72)发明人 梁志明　舒卫民　阮燕云　鲍正风　 李鹏　郭乐　任玉峰　吴星烨　 赵建华　陈胥良　张光君　刘晓阳　 田锐　 (74)专利代理 机构 宜昌市三峡专利事务所 42103 专利代理师 高阳 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 17/11(2006.01) H02J 3/00(2006.01) H02J 3/02(2006.01) (54)发明名称 一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合 优化调度方法 (57)摘要 一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合 优化调度方法， 步骤为： 根据梯级水电站外送系 统架构， 依托交流和直流外送 通道物理联系进行 虚拟电源分组； 统合各约束条件 形成梯级水电站 多对象电力约束体系； 依托电源分组， 建立覆盖 电力水力双重联系， 调度对象分组的梯级水电站 联合优化调度模 型， 模型以梯 级水电站发电量最 大为调度目标； 耦合电力系统送出限制、 梯级水 电站来流情况和各电站始末水位， 形成联合调度 场景； 针对不同联合调度场景， 采用基于水位出 力两层离散结构的离散微分动态规划法求解模 型， 获取梯级水电站最优运行方案。 将传统梯级 水电站联合优化运用方法由 “水力”空间拓展至 “水力‑电力”双重空间， 优化了调度方法。 权利要求书3页 说明书8页 附图5页 CN 115438972 A 2022.12.06 CN 115438972 A 1.一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合优化调度方法， 其特征在于包括以下步 骤： 步骤1： 根据梯级水电站外送系统架构， 依托交流和直流外送通道物 理联系进行虚拟电 源分组； 步骤2： 分析直流外送通道余量和交流转送能力， 整理电源组电力约束， 聚合电站和电 源出力约束， 形成梯级水电站多对象电力约束体系； 步骤3： 依托电源分组， 建立覆盖电力与水力之间的双重联系， 调度对象分组的梯级水 电站联合优化调度模型， 模型以梯级水电站发电量最大为调度目标， 调度对 象按照电源分 组、 电源和电站分别进行约束； 步骤4： 根据电力系统送出限制、 梯级水电站来流情况和各电站始末水位综合运用约 束， 形成联合调度场景； 步骤5： 针对不同联合调度场景， 采用基于水位 ‑出力两层离散结构的离散微分动态规 划法求解模型， 获取梯级水电站最优运行 方案。 2.根据权利要求1所述的一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合优化调度方法， 其 特征在于： 步骤1的分解 步骤如下： 步骤1.1： 针对具有Num级的梯级水电站Si(i＝1,2...Num)， 考虑包括机组检修和预想出 力在内的约束， 对于单站 t时段出力约束表述如下： Ni,t,min≤Ni,t≤Ni,t,max 式中， Ni,t为电站Si在t时段出力， Ni,t,max、 Ni,t,min分别为该电站 t时段出力上限和下限； 步骤1.2： 依托交流和直流外送通道物理联系， 对电站电源进行评估划分， 若某一电站 各分厂由不同直流线路送出或分厂间在电力外送线路上无关联， 则应将其视为两座电源， 电源命名为Pi,ni， 其中i为电站级数， ni为第i级电站包含电源数量， 当电站整体作为一个电 源时， ni＝1， 依据此原则， 最终整理获得包含M个电源的梯级水电站电源集合{Pi,ni}(i＝1, 2...Num， ni≥1), 步骤1.3： 梳理电源 集合{Pi,ni}电力互济特性， 将具备互济特性电源按关联进行分组， 获 取包含M1个电源组的集合{Uk}(k＝1,2...M1)， 每个电源组包含电源数Numk； 其中， 3.根据权利要求2所述的一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合优化调度方法， 其 特征在于： 步骤2的分解 步骤为： 步骤2.1： 考虑电站机组检修及电站预想出力， 整合电源及电站约束如下： NjzMini,n,k,t≤Ni,n,k,j,t≤Min{NjzMaxi,n,k,t,NyxMaxi,n,k,t} 式中， i为梯级水电站Si序号， n为电源编号， k为电源分 组编号， j为第k分组内电站序号， t为时段序号(t＝1,2. ..T)。 Ni,n,k,j,t为t时段电站Si内编号n电源出力， NjzMini,n,k,t该电源t时段电站最小出力约 束， NjzMaxi,n,k,t为该电源t时段考虑机组检 修后最大发电能力、 Nyx Maxi,n,k,t分别为该电源t 时段对应预想出力；权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115438972 A 2步骤2.2： 考虑电站交流和直流外送能力、 电力联系、 电力系统潮流限制及稳控规定等 机组检修及电站预想出力， 整合电源及电站约束如下： 式中， Uk,t为t时段电源组Uk总出力； NzlMaxi ,n ,k ,t、 NzlMini ,n ,k ,t分别为该电源配套直流通道外送能力上限和下限， NzlMaxi,n,k,t和NzlMini,n,k,t考虑条件 包括稳控要求及潮流限制情况； NjlMaxi,n,k,t、 NjlMini,n,k,t分别为该电源交流线路外送能力上限和下限； NjlMaxi,n,k,t、 NjlMini,n,k,t考虑条件 包括稳控要求及潮流限制情况； fhlMax(k,t)、 fhlMin(k,t)表示为考虑各电源交流线路连接及电力系统限制后， 电源 组内编号k电源可通过交流线路借由其它电源外送通道互济外送能力上限和下限； fhlMax (k,t)、 fhlMi n(k,t)为电源组Uk内电站交流线路互联函数。 4.根据权利要求3所述的一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合优化调度方法， 其 特征在于： 在步骤3中， 依据电源分组， 考虑电价因子， 构建梯级 单站发电量最大的联合优化 调度模型， 目标函数为： 式中， ΔT为时段长， NPi,t为t时段电站Si总出力， 计算公式为： 若针对梯级水电站Si(i＝1,2...Num)， 电力相关约束采用步骤1和步骤2； 模型同时考虑 包括水量平衡方程、 生态流 量约束和运行 水位在内的约束。 5.如权利要求4所述的一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合优化调度方法， 其特 征在于， 在步骤4中， 针对梯级水电站Si(i＝1,2...Num)， 约束条件包括耦合电力系统送出 限制、 梯级水电站来流情况和始末水位， 设定梯级水电站发电量寻优终止阈值ΔE， 形成联 合调度场景， 作为 边界条件输入调度模型。 6.如权利要求1所述的一种考虑电力互济特性的梯级水电站联合优化调度方法， 其特 征在于， 步骤5的分解 步骤为： 步骤5.1： 不考虑电力互济特性， 根据常规约束， 形成梯级水电站初始水位运行轨迹 {Zi,t}0； 步骤5.2： 于初 始轨迹{Zi,t}0上下按初 始离散步长 在满足水位库容约束前提下自第 一级电站起逐时段离散Si水位， 计算不同水位组合下电站出力， 保留满足相关约束水位组 合； 步骤5.3： 自第一级电站起， 判断Si是否包含多个电源， 若为单一电源， 则不需要进行二 次出力离散； 若包含多电源， 根据当前水位组合对应电站出力离散各电源出力， 形成当前水权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115438972 A 3