考慮經(jīng)濟性與可靠性的大小水電短期協(xié)調(diào)消納模型

苗樹敏, 羅 彬, 劉本希, 申建建, 程春田

(1. 大連理工大學(xué)水電與水信息研究所, 遼寧省大連市 116024； 2. 清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院， 四川省成都市 610200)

0 引言

在中國水能富集的西南地區(qū),得益于自然資源稟賦和國家政策導(dǎo)向作用,大、小水電發(fā)展迅猛[1-2]。以云南為例,截至2016年底,已建成水電裝機容量約61.10 GW(其中小水電約占18.0%),占全網(wǎng)總裝機容量的71.9%,接近世界排名第五的印度全國水電裝機容量的1.2倍[3]。地區(qū)大小水電共存,耦合著復(fù)雜的水力、電力聯(lián)系,協(xié)調(diào)調(diào)度十分困難,需綜合考慮多方面因素。

1)小水電多為徑流式電站,其大規(guī)模投產(chǎn)使得發(fā)電能力遠(yuǎn)超地區(qū)負(fù)荷,與大水電相互擠占有限的外送通道,棄水窩電問題突出。

2)梯級大中型水電在既定發(fā)電任務(wù)(出力或電量)需求下,既要合理安排梯級各電站發(fā)電過程,又要利用自身較好的調(diào)節(jié)能力協(xié)調(diào)小水電的外送,調(diào)度需求復(fù)雜。

3)水電出力受來水、天氣等影響存在隨機性,特別是小水電,出力計劃主要依靠人工經(jīng)驗上報,且通過低電壓、遠(yuǎn)距離逐級并網(wǎng),增加了系統(tǒng)功率失衡、線路過載、節(jié)點電壓越限等故障的風(fēng)險,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的突然失負(fù)荷,對系統(tǒng)可靠性提出了更高要求。

因此,將大、小水電發(fā)電互補特性納入電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度,實現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)消納與穩(wěn)定輸出,是水電富集地區(qū)亟待解決的現(xiàn)實問題。

目前,關(guān)于梯級大中型水電調(diào)度的研究已相對成熟[4-7],而涉及大、小水電協(xié)調(diào)優(yōu)化調(diào)度的研究尚不多見[8-9]。通常基于系統(tǒng)調(diào)度經(jīng)濟性,以水電總消納電量最大為目標(biāo),忽略了大規(guī)模小水電并網(wǎng)出力隨機性和低壓遠(yuǎn)距離輸送的弱可控性增加的系統(tǒng)運行風(fēng)險,發(fā)電計劃可執(zhí)行度低。……