(19)中华 人民共和国 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 202111586848.3 (22)申请日 2021.12.23 (71)申请人 清华四川能源互联网研究院 地址 610000 四川省成 都市天府新区天府 大道南段20 39号天府创客 街区 申请人 清华大学　 国网四川省电力公司电力科 学研究 院 (72)发明人 罗彬　苗树敏　陈永灿　刘昭伟　 陈刚　王皓冉　张红　李永龙　 周粲　 (74)专利代理 机构 北京超凡宏宇专利代理事务 所(特殊普通 合伙) 11463 代理人 张洋(51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) (54)发明名称 以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期 互补调度方法和系统 (57)摘要 本发明的实施例提供了一种以机组为调度 单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法和系 统， 涉及清洁能源技术领域。 所述方法包括： 基于 预测的光伏电站的出力数据， 以一天为调度周 期， 构建梯级水光互补系统可消纳电量最大短期 优化调度的模型； 进行所述模型转换及求解。 这 样， 以机组为最小调度单位， 精细化考虑互补系 统面临的电站约束、 机组约束和电网约束， 构建 了梯级水光互补系统可消纳电量最大短期优化 调度模型， 通过梯级水电的水力和电力再分配， 提升互补系统的整体电量消纳水平及调度计划 可执行性。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 114254937 A 2022.03.29 CN 114254937 A 1.一种以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其特征在于， 所述方 法包括： 基于预测的光伏电站的出力数据， 以一天为调度周期， 构建梯级水光互补系统可消纳 电量最大短期优化调度的模型； 进行所述模型转换及求 解。 2.根据权利要求1所述的以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其 特征在于， 所述模型将预测的光伏电站的出力数据作为确定值， 以梯级水光互补系统的可 消纳电量最大为优化目标， 并考虑水量平衡、 末水位控制、 出入库流量、 水位 ‑库容、 尾水位 ‑ 泄流量、 机组振动区、 机组爬坡、 机组出力波动、 机组开停机持续时间、 梯级电站发电计划、 输电断面约束在内的梯级水电站、 机组及电网约束。 3.根据权利要求2所述的以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其 特征在于， 以梯级水光互补系统的可消纳电量 最大为优化目标的表达式如下： 式中， PHi,t、 PVj,t分别为水电站i和光伏电站j在t时段的出力； 表示第g个约束断面 在时段t的弃电量。 4.根据权利要求1所述的以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其 特征在于， 所述进行 所述模型转换及求 解的步骤 包括： 将所述模型中非线性约束转换为线性约束； 采用约束松弛方法将模型中线性 等式约束转换为线性 不等式约束； 将梯级水光互补系统可消纳电量最大短期优化调度的模型转换为标准的混合整数线 性规划模型， 并通过在JAVA调用CPLEX优化软件实现模型求解及模型数据的输入与结果分 析。 5.根据权利要求1所述的以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其 特征在于， 所述进行 所述模型转换及求 解的步骤 包括： 线性化处理水位 ‑库容与尾水位 ‑泄流量关系， 采用水位离散和分段线性插值的方式进 行处理， 分别在初始坝前水位、 初始尾水位采用线性函数表示水位库容关系及尾水位泄流 量关系。 6.根据权利要求1所述的以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其 特征在于， 所述进行 所述模型转换及求 解的步骤 包括： 线性化处理机组振动区约束， 基于机组存在的K个振动区， 可在最大最小出力范围内划 分出机组K+1个非连续的安全运行区间 引入 0‑1变量Vibi,n,t,k表示机组出力所处的安全区间， 将机组振动区约束转变为K+1个线性化约 束及1个整型变量 等式约束： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114254937 A 2式中， 分别代表为第k个振动区对应的安全运行 区间出力上、 下限； ui,n,t为 电机组开停机状态变量。 7.根据权利要求1所述的以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其 特征在于， 所述进行 所述模型转换及求 解的步骤 包括： 线性化处理机组动力特性关系， 机组的动力特性是机组出力关于发电水头、 发电流量 的二维非线性关系， 采用三角形权值技术进行线性化处理， 以初始水头对应曲线及其邻近 的两条水头线为边 界， 划分出9个三角形区域， 将 的非线性关系转换为下 式替代： zi， n， t， l∈{0， 1}， l ＝1， 2， 3， …， 9 式中： l为所划分的三角形的编号， l＝1， 2， 3， …， 9； ind为三角形顶点 的编号， ind＝1， 2， 3； zi， n， t， l为指示变量， zi， n， t， l＝1表示电站i的第n台机组在时段t的机组动力特性关系在 第l个三角形内； 表示第l个三角形的第i nd个顶点所占的权 重； 分别表 示第l个三角形的第i nd个顶点所对应的发电水头、 发电流 量和发电出力。 8.根据权利要求1所述的以机组为调度单元的梯级水电及光伏短期互补调度方法， 其 特征在于， 所述进行 所述模型转换及求 解的步骤 包括： 线性化处理水电机组出力波动限制约束， 引入调节指标变量处理机组出力波动限制约 束：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114254937 A 3