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申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明提供一种多不确定性下梯级水电时空耦合长期灵活性支撑方法，属于新型电力系统调度领域，步骤包括：收集初始计算条件，计算月度新能源预测与实际的偏差得到灵活性需求；建立梯级水电站复杂水力联系下考虑多重不确定性的灵活性供需约束，构建长期水风光一体化发电量最大模型并给出约束条件；建立模拟调度模型，将上述一体化调度模型水位、出力等优化结果和径流数据作为调度模型的输入；利用优化求解器进行模型求解可得到梯级电站发电计划水位和灵活性调整水位。本发明能够有效应对梯级电站复杂水力时空联系下持续时段的多重不确定性因素，确保梯级电站复杂水力时空联系下灵活性支撑出力边界的可行性和安全性。

主权项：1.一种多不确定性下梯级水电时空耦合长期灵活性支撑方法，其特征在于，所述的水电时空耦合长期灵活性支撑方法包括如下步骤：步骤1，收集初始计算条件，包括水电站运行条件和约束，水力调度需求条件，风电出力、光伏出力实测历史数据与预测数据，风电、光伏电站月尺度下多年平均出力标幺值；步骤2，基于分位点回归理论，对风电光伏历史运行信息进行梳理，量化长期尺度下新能源出力波动导致的灵活性需求；输入风光出力与每个实际风电出力的分位点分布具有以下关系： 式中：为输入为风电场m在时段t的出力Nw，m，t时实际出力的τ分位点，为输入为光电场s在时段t的出力Np，s，t时实际出力的τ分位点；为分位点回归模型参数；改变不同的τ值，输入各个时段的风光出力即可得到风电场m、光电场s在各个时段不同的出力分位点结果，w为风电索引、p为光伏索引；步骤3，采用中心区间预测方法将步骤2获得的出力分位点结果转化为带有置信区间的区间出力结果，转化过程如下： 式中：β＝0.1时，表示当风电出力输入值为Nw，m，t时，其实际出力值位于区间的概率为0.9，实际出力区间上下限分别为当光伏出力输入值为Np，s，t时，其实际出力值位于区间的概率为0.9，实际出力区间上下限分别为其中τ、分别为风光实际出力区间下限、上限的模型参数，1-β为实际风、光出力处于区间的概率值；将多能互补系统灵活性上调需求和灵活性下调需求定义如下： 式中：分别为时段t由于风电实际出力与风电输入Nw，m，t的偏差造成的灵活性上、下调需求；分别为时段t由于光伏实际出力与光伏输入Np，s，t的偏差造成的灵活性上、下调需求；分别为系统灵活性上、下调总需求；步骤4，以水风光系统发电量最大为目标，并将超出输电通道极限容量TTC的弃水出力均值纳入目标函数，构建水风光发电量最大目标如下：maxF＝Eh+Ep+Ew-Nc，tΔth14式中：maxF为水风光发电量最大目标函数；Eh、Ep、Ew分别为调度周期水电总发电量、光伏总发电量、风电总发电量；Nc，t为第t时段系统弃水出力平均值，这部分弃水出力平均值是指水风光总出力超过TTC部分的出力当作弃水处理；Δth为调度时段发电小时数；约束条件如下：1水量平衡约束 式中：Vn，t为水电站n在t时段的初始库容；In，t、分别为水电站n在t时段的入库流量、发电流量和弃水流量；Δt为调度计算时段的步长；为水电站n在t时段的区间流量；2运行边界约束 式18～式23分别为水电站n在t时段始水位约束、末水位约束、坝上水位、出力、出库流量、发电流量的边界约束；分别为水电站n在t时段的发电流量上下限；Nn分别为水电站n在t时段的出力上、下限；Zn分别为水电站n在t时段的坝上水位上下限；分别为水电站n调度期坝上始末水位值；分别为水电站n在t时段的坝上水位、出库流量、发电流量；和分别为水电站n在t＝1时段和t＝T+1的坝上水位；3发电水头约束 式中：Hn，t为水电站n在t时段的发电水头；为水电站n在t时段的尾水位；为水电站n的水头损失；4坝上水位-库容约束 式中：为水电站n的坝上水位-库容关系函数；5尾水位-下泄流量约束 式中：为水电站n的尾水位-下泻流量关系函数；6水风光电量约束 式中：Nh，n，t、Nw，m，t、Np，s，t分别为水电站n、风电场m、光伏电站s在时段t的出力；7水风光电力约束 Np，s，t＝Sp，sλp，t31Nw，m，t＝Sw，mλw，t32 式中：Kn，t为水电站n在时段t的综合出力系数；Sp，s、Sw，m分别为光电站s、风电场m的装机容量；λp，t、λw，t分别为时段t光电站和风电场的出力标幺值，Ns为通道容量限制；8弃水约束 式中：为弃水量-弃水平均出力关系函数，Wtspill为总弃水量；步骤5，构建考虑持续时段水风光多重不确定性的灵活性供给出力边界约束；对于以来水偏多且新能源高发场景下，水电出力持续两时段下调以及来水偏少且新能源低发场景下，水电出力持续两时段上调，水力约束需满足式35-式61： t∈[1…T-1]61式中：分别为水电出力第一次下调时水电站n在时段t+1的初始库容和初始坝上水位；分别为水电站n在时段t第一次下调时的出力和水电站n在时段t第一次上调时的出力；分别为水电出力第二次下调时水电站n在时段t+2的初始库容和初始坝上水位；分别为水电出力第二次下调时电站n在时段t+1的出库流量、发电流量、弃水流量、发电水头、水电出力和尾水位；为水电出力第一次上调时水电站n在时段t+1的初始库容和初始坝上水位；分别为水电出力第二次上调时水电站n在时段t+2的初始库容和初始坝上水位；分别为水电出力第二次上调时电站n在时段t+1的出库流量、发电流量、弃水流量、发电水头、水电出力和尾水位；为不确定性径流集合，分别为水电站n在时段t历史同期径流最小值和最大值；步骤6，式1-式61为多不确定性耦合梯级水力时空联系的灵活性供需约束下长期水风光一体化发电量最大模型，对模型进行优化求解，获取各个水电站逐时段的坝上水位和水电出力优化值；步骤7，建立单时段梯级水电站出力最值模型，如式62-63所示，并将步骤6获取的优化值输入单时段梯级水电站出力最值模型中，计算各时段梯级水电站在当前水位状态下的出力上下边界，分别计算各时段水电灵活性供给能力； 式中：分别为时段t水电灵活性下调供给能力和上调供给能力；分别为水电站n在时段t在该时段优化水位下的最小出力和最大出力。

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