云南电网大小水电发电能力预测方法与协调策略研究

发布时间：2017-04-09 01:01

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【摘要】：近年来,由于区域建设发展的需要与国家政策引导,小水电大量投产, “多特性”小水电大规模、远距离并入云南电网主网,对电网安全造成威胁,并在汛期与大水电竞争断面通道,造成部分区域弃水、窝电严重问题。因此,在分析与研究云南电网大小水电水文、发电、并网等规律特点基础上,充分掌控小水电发电能力并协调大小水电发电,是保证电网安全稳定、减小弃水窝电的重要途径。对于小水电发电能力预测,由于小水电自身特点,在预测时面临着随机性强、资料短缺、难以借鉴与利用大水电方法等难题。对于大小水电超短期协调问题,由于缺乏对梯级上下游之间流量滞时、区间流量掌握,导致大水电难以进行超短期水位校核；同时由于缺乏对小水电发电、分区断面越限的实时掌控,无法进行更精细的分区越限校核。针对上述问题,本文以云南电网大小水电作为实例进行研究,具体成果如下：1)针对小水电长期发电能力预测提出了大小水电相关分析的地区小水电发电能力预测方法。以地区小水电群作为整体,结合小水电多特性及其富集地区地理、水文、气候特点,在筛选大水电相关因子前提下,对大小水电相关性进行分析与验证,并在此基础上建立回归模型,构建出适合不同地区小水电的预测模型,为小水电月发电计划编制提供参考。2)针对小水电短期发电能力预测提出了聚类分析下的分时期平稳时间序列发电能力预测方法。选取小水电发电能力相关数据按旬进行聚类分析,将汛枯期的不同特征时期进行分离,以获取满足平稳的时间序列,并根据分析结果构建出分时期的预测模型参数,为小水电日前发电计划编制提供数据支持。3)针对梯级超短期入库及区间流量预测提出了梯级水电站群超短期入库流量滞时时间序列预报方法。利用相关系数对梯级上下游进行流量滞时进行匹配以获取最强滞时拟合结果,以此进行区间流量还原,并在此基础上对流量进行逐日化时间序列建模,获取超短期入库流量与区间流量预测值,为超短期梯级水电水位过程校核提供支持。4)针对大小水电发电协调问题提出了大小水电群协调下的超短期发电计划调整策略。针对超短期调度过程中的实际负荷偏差,充分利用对大小水电发电、水情信息以及断面信息的实时掌控,分场景对梯级水电发电进行分配以填补负荷偏差,并进行差异化的多级断面校核,实现了大小水电超短期尺度上的协调,利用大水电调节能力实现减小了分区越限造成的弃水问题。以云南电网大小水电为研究对象的计算结果表明,本文所提出的小水电发电能力预测、大小水电协调等相关模型能够解决云南电网在小水电大规模接入下面临的部分关键问题,具有一定的参考与借鉴价值。
【关键词】：云南电网 大小水电 发电能力 梯级来水 超短期 协调
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV742
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 研究背景与意义11-12
• 1.2 云南电网水电发展概况12-15
• 1.2.1 云南电网电源结构12
• 1.2.2 云南电网小水电概况12-14
• 1.2.3 云南电网大水电概况14-15
• 1.3 国内外相关工作研究进展15-19
• 1.3.1 小水电发电能力预报研究现状15
• 1.3.2 大水电超短期来水预报现状15-16
• 1.3.3 大小水电协调技术研究现状16
• 1.3.4 本文主要研究内容16-18
• 1.3.5 本文主体框架18-19
• 2 大小水电相关分析的地区小水电发电能力预测方法19-33
• 2.1 引言19
• 2.2 总体思路19-21
• 2.3 小水电发电时空特性分析21-23
• 2.3.1 单站随机性21-22
• 2.3.2 空间差异性22
• 2.3.3 地区相似性22-23
• 2.4 预测步骤23-26
• 2.4.1 相关因子筛选23-24
• 2.4.2 大小水电相关分析24-25
• 2.4.3 相关显著性检验25
• 2.4.4 回归方法预测发电能力25-26
• 2.5 实例分析26-32
• 2.5.1 地调相关性分析26-28
• 2.5.2 县调相关性分析28-30
• 2.5.3 相关分析方法预测结果30-31
• 2.5.4 方法通用性分析31-32
• 2.6 结论32-33
• 3 聚类分析下的分时期平稳时间序列发电能力预测方法33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 方法原理33-38
• 3.2.1 聚类分析方法原理33-35
• 3.2.2 平稳时间序列外推方法(TAR)35-38
• 3.3 实例分析38-41
• 3.3.1 聚类分析结果38-39
• 3.3.2 平稳时间序列预测结果39-40
• 3.3.3 参数敏感性分析40-41
• 3.3.4 模型适用性判定标准41
• 3.4 结论41-43
• 4 梯级水电站群超短期入库流量滞时时间序列预报方法43-52
• 4.1 引言43
• 4.2 超短期入库流量特性分析43-45
• 4.2.1 相关性44
• 4.2.2 差异性44-45
• 4.2.3 周期性45
• 4.3 模型求解45-49
• 4.3.1 流量数据预处理45-46
• 4.3.2 滞时关系拟合46-47
• 4.3.3 基于滞时关系的区间流量还原47
• 4.3.4 时间序列方法的区间流量预报47-49
• 4.3.5 入库流量预报49
• 4.4 应用实例49-51
• 4.4.1 梯级滞时关系拟合结果49-50
• 4.4.2 流量预测结果50-51
• 4.5 结论51-52
• 5 大小水电群协调下的超短期发电计划调整策略52-63
• 5.1 引言52-53
• 5.2 数学模型53-54
• 5.2.1 目标函数53
• 5.2.2 约束条件53-54
• 5.3 模型求解54-57
• 5.3.1 多场景下的电站负荷分配方法54-55
• 5.3.2 差异化的多级断面校核方法55
• 5.3.3 发电计划实时调整步骤55-57
• 5.4 应用实例57-62
• 5.4.1 研究背景57-59
• 5.4.2 结果分析59-62
• 5.5 结论62-63
• 6 总结与展望63-65
• 6.1 全文总结63
• 6.2 研究展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况69-70
• 致谢70-71

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