本發(fā)明屬于分布式光伏接入下的水電集群控制，尤其涉及一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、具備隨機(jī)性和波動(dòng)性的光伏發(fā)電系統(tǒng)作為一種不穩(wěn)定的電源類(lèi)型，在電力系統(tǒng)中的滲透率提升，為電力系統(tǒng)的供用電平衡帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。兼具電源和負(fù)荷特性的儲(chǔ)能系統(tǒng)雖然可以有效地平衡電力供給和負(fù)荷需求的矛盾，但是儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)、能耗以及安全等問(wèn)題始終是限制其發(fā)展的關(guān)鍵。利用現(xiàn)有可控穩(wěn)定的電源，如小型水電，快速、高效地配合光伏發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力需求的可靠供應(yīng)，將是促進(jìn)光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)一步應(yīng)用的另一種有效手段。因此，如何建立分布式水電集群協(xié)同控制策略，提升新能源利用率，降低光伏發(fā)電系統(tǒng)不確定性對(duì)于電網(wǎng)輸配電不利影響，保障負(fù)荷用電質(zhì)量，成為一項(xiàng)值得研究的問(wèn)題。

2、在目前分布式水電和光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用中，分布式水電和光伏集群大多獨(dú)立運(yùn)行，缺乏統(tǒng)一的優(yōu)化調(diào)度管理。這種粗放的運(yùn)行方式可能導(dǎo)致部分分布式資源閑置浪費(fèi)或者供電性能不高。因此，需要針對(duì)分布式資源建立統(tǒng)一管理的優(yōu)化調(diào)度策略和系統(tǒng)。在現(xiàn)有研究中，部分研究考慮將小型水電站改造為微型抽水蓄能系統(tǒng)，然后建立提升光伏消納的優(yōu)化模型和日內(nèi)滾動(dòng)優(yōu)化策略，這種方式需要對(duì)水電站進(jìn)行適當(dāng)改造，使其具備電源和負(fù)荷雙重特性，忽視了水電與光伏發(fā)電的互補(bǔ)性和配合光伏發(fā)電的能力。部分研究發(fā)現(xiàn)了小型水電站與光伏發(fā)電的互補(bǔ)特性，并根據(jù)電力系統(tǒng)送出端面計(jì)算出水電站集群的輸出功率，或者是通過(guò)優(yōu)化分布式水/光發(fā)電集群互補(bǔ)消納模型，實(shí)現(xiàn)小型水電集群的協(xié)同控制。但是，相關(guān)研究一方面忽視了小水電集群內(nèi)水電站之間的差異性，尤其是在響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)能量以及能量損耗方面的性能，這將造成在協(xié)同控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)不高以及能耗較大。另一方面，相關(guān)研究忽視了日前和日內(nèi)預(yù)測(cè)在不同時(shí)間尺度上對(duì)于小水電集群預(yù)測(cè)調(diào)度策略方面表現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)，用于解決小型水電集群的協(xié)同控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)不高以及能耗較大的技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，包括：

3、采用配電網(wǎng)內(nèi)水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的技術(shù)參數(shù)，構(gòu)建表征水電站運(yùn)行能力的特征向量，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法將各個(gè)水電站劃分為基礎(chǔ)組水電站集群和調(diào)節(jié)組水電站集群；

4、基于光伏發(fā)電系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)和負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建光伏發(fā)電功率的第一日前預(yù)測(cè)模型和第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型，以及負(fù)荷用電功率的第二日前預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型；

5、根據(jù)所述第一日前預(yù)測(cè)模型和所述第二日前預(yù)測(cè)模型構(gòu)建基礎(chǔ)組水電站集群的日前預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成基礎(chǔ)組水電站集群的第一調(diào)度方案；

6、根據(jù)所述第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建調(diào)節(jié)組水電站集群的日內(nèi)預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成調(diào)節(jié)組水電站集群的第二調(diào)度方案。

7、第二方面，本發(fā)明提供一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，包括：

8、劃分模塊，配置為采用配電網(wǎng)內(nèi)水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的技術(shù)參數(shù)，構(gòu)建表征水電站運(yùn)行能力的特征向量，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法將各個(gè)水電站劃分為基礎(chǔ)組水電站集群和調(diào)節(jié)組水電站集群；

9、第一構(gòu)建模塊，配置為基于光伏發(fā)電系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)和負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建光伏發(fā)電功率的第一日前預(yù)測(cè)模型和第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型，以及負(fù)荷用電功率的第二日前預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型；

10、第二構(gòu)建模塊，配置為根據(jù)所述第一日前預(yù)測(cè)模型和所述第二日前預(yù)測(cè)模型構(gòu)建基礎(chǔ)組水電站集群的日前預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成基礎(chǔ)組水電站集群的第一調(diào)度方案；

11、第三構(gòu)建模塊，配置為根據(jù)所述第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建調(diào)節(jié)組水電站集群的日內(nèi)預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成調(diào)節(jié)組水電站集群的第二調(diào)度方案。

12、第三方面，提供一種電子設(shè)備，其包括：至少一個(gè)處理器，以及與所述至少一個(gè)處理器通信連接的存儲(chǔ)器，其中，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個(gè)處理器執(zhí)行，以使所述至少一個(gè)處理器能夠執(zhí)行本發(fā)明任一實(shí)施例的光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法的步驟。

13、第四方面，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述程序指令被處理器執(zhí)行時(shí)，使所述處理器執(zhí)行本發(fā)明任一實(shí)施例的光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法的步驟。

14、本申請(qǐng)的光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)，考慮了日前預(yù)測(cè)的全局性和低時(shí)間分辨率特點(diǎn)和日內(nèi)滾動(dòng)預(yù)測(cè)的精準(zhǔn)性和高時(shí)間分辨率特點(diǎn)，建立了小水電站集群的分時(shí)-分組調(diào)度策略。此外，在調(diào)度策略中考慮小水電的水耗、切換等因素，建立兩階段的條件目標(biāo)優(yōu)化方式，在配合光伏發(fā)電供給負(fù)荷用電的同時(shí)，提升小水電集群的運(yùn)行性能，有利于促進(jìn)分布式小型水電集群與分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)協(xié)同運(yùn)行的匹配度，提升了發(fā)電集群整體的能源利用率和對(duì)于負(fù)荷供電的穩(wěn)定性。

技術(shù)特征：

1.一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述采用配電網(wǎng)內(nèi)水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的技術(shù)參數(shù)，構(gòu)建表征水電站運(yùn)行能力的特征向量，并利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法將各個(gè)水電站劃分為基礎(chǔ)組水電站集群和調(diào)節(jié)組水電站集群包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述基于光伏發(fā)電系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)和負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建光伏發(fā)電功率的第一日前預(yù)測(cè)模型和第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型，以及負(fù)荷用電功率的第二日前預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一日前預(yù)測(cè)模型和所述第二日前預(yù)測(cè)模型構(gòu)建基礎(chǔ)組水電站集群的日前預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成基礎(chǔ)組水電站集群的第一調(diào)度方案包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述以基礎(chǔ)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的最小水耗為目標(biāo)函數(shù)，建立基礎(chǔ)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的第一階段優(yōu)化調(diào)度模型，并利用經(jīng)典優(yōu)化方法求解出基礎(chǔ)組水電站集群的最小水耗量包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述以基礎(chǔ)組水電站集群的最小水耗量為條件，基礎(chǔ)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的最小切換為目標(biāo)函數(shù)，建立基礎(chǔ)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的第二階段優(yōu)化調(diào)度模型，并利用經(jīng)典優(yōu)化方法求解出基礎(chǔ)組水電站集群的第一調(diào)度方案包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建調(diào)節(jié)組水電站集群的日內(nèi)預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成調(diào)節(jié)組水電站集群的第二調(diào)度方案包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述以調(diào)節(jié)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的最小水耗為目標(biāo)函數(shù)，建立調(diào)節(jié)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的第三階段優(yōu)化調(diào)度模型，并利用經(jīng)典優(yōu)化方法求解出調(diào)節(jié)組水電站集群的最小水耗量包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，所述以調(diào)節(jié)組水電站集群的最小水耗量為條件，以調(diào)節(jié)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的最小切換為目標(biāo)函數(shù)，建立調(diào)節(jié)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站的第四階段優(yōu)化調(diào)度模型，并利用經(jīng)典優(yōu)化方法求解出在當(dāng)前時(shí)刻下調(diào)節(jié)組水電站集群內(nèi)各個(gè)水電站未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的優(yōu)化調(diào)度序列包括：

10.一種光水集群分時(shí)-分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度系統(tǒng)，其特征在于，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種光水集群分時(shí)?分組的條件目標(biāo)優(yōu)化調(diào)度方法及系統(tǒng)，方法包括：基于光伏發(fā)電系統(tǒng)歷史數(shù)據(jù)和負(fù)荷歷史數(shù)據(jù)構(gòu)建光伏發(fā)電功率的第一日前預(yù)測(cè)模型和第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型，以及負(fù)荷用電功率的第二日前預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型；根據(jù)第一日前預(yù)測(cè)模型和第二日前預(yù)測(cè)模型構(gòu)建基礎(chǔ)組水電站集群的日前預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成基礎(chǔ)組水電站集群的第一調(diào)度方案；根據(jù)第一日內(nèi)預(yù)測(cè)模型和第二日內(nèi)預(yù)測(cè)模型構(gòu)建調(diào)節(jié)組水電站集群的日內(nèi)預(yù)測(cè)調(diào)度優(yōu)化模型，并采用兩階段的條件優(yōu)化方式，形成調(diào)節(jié)組水電站集群的第二調(diào)度方案。提升了發(fā)電集群整體的能源利用率和對(duì)于負(fù)荷供電的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：曾偉,熊俊杰,熊健豪,何昊,陶翔,馬速良,簡(jiǎn)婧,李佳,匡德興,饒臻
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)江西省電力有限公司電力科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9