CN110991798B - 一种小水电微电网发电设备利用率计算方法 - Google Patents

一种小水电微电网发电设备利用率计算方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110991798B
CN110991798B CN201911038606.3A CN201911038606A CN110991798B CN 110991798 B CN110991798 B CN 110991798B CN 201911038606 A CN201911038606 A CN 201911038606A CN 110991798 B CN110991798 B CN 110991798B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
small hydropower
warehouse
hydropower station
calculating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911038606.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110991798A (zh
Inventor
唐惠玲
吴杰康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong University of Technology
Original Assignee
Guangdong University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong University of Technology filed Critical Guangdong University of Technology
Priority to CN201911038606.3A priority Critical patent/CN110991798B/zh
Publication of CN110991798A publication Critical patent/CN110991798A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110991798B publication Critical patent/CN110991798B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Educational Administration (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

本发明公开了一种小水电微电网发电设备利用率计算方法，先从相关数据库获取小水电站入库流量的年、月、日、时段数据，确定小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量；然后计算小水电站小水电发电机组装机容量；接着计算运行周期内小水电站发电量；最后计算运行周期内小水电站发电设备利用率。利用本发明所提出的小水电微电网发电设备利用率计算方法，可以计算小水电微电网中小水电站的弃水电量计算。这种小水电微电网电源弃水电量计算方法，同时反映了多年1‑12月入库流量变化的随机性，为小水电微电网电源弃水电量计算、发电出力预测、运行调度提供理论指导，为分布式新能源发电及智能电网调度运行提供必要的技术支撑。

Description

一种小水电微电网发电设备利用率计算方法
技术领域
本发明涉及电网的技术领域，尤其涉及到一种小水电微电网发电设备利用率计算方法。
背景技术
微电网是在其内部以一定方式集成分布式源(小水电、小风电、光伏发电)-荷(水、电、气、冷、热负荷)的一种电网形式。微电网以380V、10kV、35kV等电压等级与主电网联接，在一般正常运行条件下与主电网并网运行，在重负荷时微电网从主电网吸收功率，在轻负荷时可能向主电网注入功率；在主电网局部故障情况下或在邻近微电网故障情况下可以孤网运行，在确保电能质量的前提下由微电网内部分布式电源向负荷提供电力电量，实现无故障微电网正常的供电状态，减小停电时间，提高供电可靠性。
微电网构建和运行的目的是可持续高效利用/消纳微电网内部分布式电源电力电量，最小化与主电网交换的电力电量。
基于分布式小水电的微电网，是一种以小水电供电为主要形式的微电网。小水电微电网中，水电站大多数为径流式，水坝一般没有蓄水功能，水库没有蓄水和调水能力，小水电站水能利用完全取决于水库来水量，小水电机组发电状态与出力规模也完全取决于水库来水量。在这种情况下，小水电站要实现高效利用水能发电，就必须做到来多少水发多少电。而小水电站水库来水量具有随机性，在不同水文周期来水量完全不同，在丰水期来水量很大，在枯水期来水量很小。因此，小水电站流域河流流量往往表现为最小流量、最大流量、平均流量、多年平均流量、计算平均流量、加权平均流量、数学平均流量等等表式形式。采用不同流量的表式形式，小水电站会获得不同装机容量水平。不同装机容量水平，在不同水文周期小水电站发电功率和发电量也往往不同，最优导致小水电站水能利用率、发电设备利用率、发电设备年最大利用小时数也不同。
不同负荷水平及分布式电源容量规模在微电网中集成，使微电网结构形态、潮流特性发生了改变。由于小水电、小风电、光伏发电等多种分布式电源接入，会因接入电源容量规模的不同而采用多种不同等级的电压。由于用电的随机性，负荷功率在不同时空尺度上总会发生变化，具有明显的时段性；同时，风电、光伏发电等分布式电源出力具有间歇性、随机性和时段性，小水电机组出力具有季节性。因此，微电网负荷功率和电源功率平衡关系往往很难能够保持，当负荷功率大于电源功率时微电网需要从主电网获得补充功率，而负荷功率小于电源功率时微电网剩余功率需要注入主电网，形成了随机的双向潮流特性。随机的双向潮流特性对于微电网内部节点电压质量，在分布式电源出力大而负荷轻时就会造成微电网内部局部区域节点电压偏高，而在分布式电源出力小而负荷重时就会造成微电网内部局部区域节点电压偏低。因此，微电网内部节点电压的限制条件和要求对微电网中分布式电源弃水电量计算、运行方式和电压控制策略均有影响和制约，微电网中分布式电源弃水电量计算、运行方式和电压控制策略需要考虑微电网内部节点电压的限制条件和要求。微电网在不同电压等级配电网的节点接入，会因微电网从配电网吸收或向配电网注入功率的大小不同而导致配电网节点电压发生偏高或偏低的变化，微电网中分布式电源弃水电量计算、运行方式和电压控制策略需要考虑配电网节点电压的限制条件和要求。
微电网分布式电源系统是一种同时具有关系复杂并交互作用的随机和模糊不确定性事件或参量的系统。在各种不确定性随机和模糊事件或参量的影响下，微电网分布式电源发电功率和发电量变得更具随机特性和模糊特性，这些特性极大影响微电网分布式电源弃水电量计算。以往微电网分布式电源系统发电功率和发电量通常采用确定性的计算方法，有些也采用概率分析的不确定性计算方法。确定性计算的方法通常是在假设小水电站来水量和流量、区域内日照强度和风速都确定的情况下计算微电网分布式电源系统发电功率、发电量及装机容量，也没有考虑微电网和配电网调压要求和柔性控制方式等因素的影响，计算结果是唯一性和确定性的，往往不能反应微电网分布式电源系统发电功率、发电量及装机容量的实际情况。而概率分析的计算方法通常是在只假设小水电站来水量和流量、区域内日照强度和风速等单一因素为不确定性因素的情况下计算微电网分布式电源系统发电功率、发电量及装机容量，计算结果是具有一定置信水平的概率值。实际上，微电网分布式电源系统发电功率、发电量及装机容量受多种不确定性因素影响。而且，这些影响因素通常都有随机不确定性或模糊不确定性，或者他是具有随机和模糊不确定性，往往以随机和模糊不确定性事件或参量而存在。可见，微电网分布式电源系统发电功率、发电量及装机容量计算的现有技术都没有全面考虑影响因素的不确定性和随机性，计算方法适用性、实用性和应用性也难以得到满足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种考虑上影响因素的不确定性和随机性的小水电微电网发电设备利用率计算方法。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：
一种小水电微电网发电设备利用率计算方法，包括以下步骤：
S1.从相关数据库获取小水电站入库流量的年、月、日、时段数据；
S2.对步骤S1获取到的数据进行分析，确定小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量；
S3.计算小水电站小水电发电机组装机容量；
S4.计算运行周期内小水电站发电量；
S5.计算运行周期内小水电站发电设备利用率。
进一步地，所述步骤S2确定小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量的公式如下：
Figure BDA0002252234720000041
Figure BDA0002252234720000042
/>
Figure BDA0002252234720000043
Figure BDA0002252234720000044
上式中，Q Yt、Q Mt、Q Dt、Q Ht分别为小水电站第t个年、月、日、时段入库流量，单位：立方米/秒；NYQX、NMQX、NDQX、NHQX分别为小水电站年、月、日、时段的入库流量数量。
进一步地，所述步骤S3计算小水电站小水电发电机组装机容量的公式如下：
Figure BDA0002252234720000045
其中，H为小水电站水头，k为小水电机组发电效率，
Figure BDA0002252234720000046
QLL分别为小水电站最大入库流量、最小入库流量，单位：立方米/秒。
进一步地，所述步骤S4考虑NGH发电周期，在t周期内发电流量为QGHt、发电小时数为TGHt，计算运行周期内小水电站发电量：
Figure BDA0002252234720000047
当发电流量大于小发电机组的额定流量时机组按照额定流量发电输出额定功率。
进一步地，所述步骤S5计算运行周期内小水电站发电设备利用率的公式如下：
Figure BDA0002252234720000048
其中，QJLL为小水电站年径流量，kGH为小水电站发电机组发电水耗量，单位：立方米/千瓦时。
与现有技术相比，本方案原理及优点如下：
本方案先从相关数据库获取小水电站入库流量的年、月、日、时段数据，确定小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量；然后计算小水电站小水电发电机组装机容量；接着计算运行周期内小水电站发电量；最后计算运行周期内小水电站发电设备利用率。
利用本方案所提出的小水电微电网发电设备利用率计算方法，可以计算小水电微电网中小水电站的弃水电量计算。这种小水电微电网电源弃水电量计算方法，同时反映了多年1-12月入库流量变化的随机性，为小水电微电网电源弃水电量计算、发电出力预测、运行调度提供理论指导，为分布式新能源发电及智能电网调度运行提供必要的技术支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的服务作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种小水电微电网发电设备利用率计算方法的原理流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种小水电微电网发电设备利用率计算方法，包括以下步骤：
S1.从相关数据库获取小水电站入库流量的年、月、日、时段数据；
S2.对步骤S1获取到的数据进行分析，确定小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量，公式如下：
Figure BDA0002252234720000061
Figure BDA0002252234720000062
Figure BDA0002252234720000063
Figure BDA0002252234720000064
上式中，Q Yt、Q Mt、Q Dt、Q Ht分别为小水电站第t个年、月、日、时段入库流量，单位：立方米/秒；NYQX、NMQX、NDQX、NHQX分别为小水电站年、月、日、时段的入库流量数量。
S3.计算小水电站小水电发电机组装机容量，公式如下：
Figure BDA0002252234720000065
其中，H为小水电站水头，k为小水电机组发电效率，
Figure BDA0002252234720000066
QLL分别为小水电站最大入库流量、最小入库流量，单位：立方米/秒。
S4.考虑NGH发电周期，在t周期内发电流量为QGHt、发电小时数为TGHt，计算运行周期内小水电站发电量：
Figure BDA0002252234720000067
当发电流量大于小发电机组的额定流量时机组按照额定流量发电输出额定功率。
S5.计算运行周期内小水电站发电设备利用率，的公式如下：
Figure BDA0002252234720000068
其中，QJLL为小水电站年径流量，kGH为小水电站发电机组发电水耗量，单位：立方米/千瓦时。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种小水电微电网发电设备利用率计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.从相关数据库获取小水电站入库流量的年、月、日、时段数据；
S2.对步骤S1获取到的数据进行分析，确定小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量；
S3.计算小水电站小水电发电机组装机容量；
S4.计算运行周期内小水电站发电量；
S5.计算运行周期内小水电站发电设备利用率；
所述步骤S2确定小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量的公式如下：
Figure FDA0004101630010000011
Figure FDA0004101630010000012
Figure FDA0004101630010000013
Figure FDA0004101630010000014
上式中，Q Y、Q M、Q D、Q H分别为小水电站年入库流量、月入库流量、日入库流量、时段入库流量；Q Yt、Q Mt、Q Dt、Q Ht分别为小水电站第t个年、月、日、时段入库流量，单位：立方米/秒；NYQX、NMQX、NDQX、NHQX分别为小水电站年、月、日、时段的入库流量数量；
所述步骤S3计算小水电站小水电发电机组装机容量的公式如下：
Figure FDA0004101630010000021
其中，H为小水电站水头，k为小水电机组发电效率，
Figure FDA0004101630010000024
Q LL分别为小水电站最大入库流量、最小入库流量，单位：立方米/秒；
所述步骤S4考虑NGH发电周期，在t周期内发电流量为QGHt、发电小时数为TGHt，计算运行周期内小水电站发电量：
Figure FDA0004101630010000022
当发电流量大于小发电机组的额定流量时机组按照额定流量发电输出额定功率；
所述步骤S5计算运行周期内小水电站发电设备利用率的公式如下：
Figure FDA0004101630010000023
其中，QJLL为小水电站年径流量，kGH为小水电站发电机组发电水耗量，单位：立方米/千瓦时。
CN201911038606.3A 2019-10-29 2019-10-29 一种小水电微电网发电设备利用率计算方法 Active CN110991798B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911038606.3A CN110991798B (zh) 2019-10-29 2019-10-29 一种小水电微电网发电设备利用率计算方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911038606.3A CN110991798B (zh) 2019-10-29 2019-10-29 一种小水电微电网发电设备利用率计算方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110991798A CN110991798A (zh) 2020-04-10
CN110991798B true CN110991798B (zh) 2023-05-23

Family

ID=70082532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911038606.3A Active CN110991798B (zh) 2019-10-29 2019-10-29 一种小水电微电网发电设备利用率计算方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110991798B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103580061A (zh) * 2013-10-28 2014-02-12 贵州电网公司电网规划研究中心 微电网运行方法
CN105096216A (zh) * 2015-09-01 2015-11-25 中国长江电力股份有限公司 一种快速计算水电站发电量的方法
CN109636140A (zh) * 2018-11-27 2019-04-16 广东电网有限责任公司韶关供电局 考虑径流量的微电网中小水电站弃水电量计算方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103580061A (zh) * 2013-10-28 2014-02-12 贵州电网公司电网规划研究中心 微电网运行方法
CN105096216A (zh) * 2015-09-01 2015-11-25 中国长江电力股份有限公司 一种快速计算水电站发电量的方法
CN109636140A (zh) * 2018-11-27 2019-04-16 广东电网有限责任公司韶关供电局 考虑径流量的微电网中小水电站弃水电量计算方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110991798A (zh) 2020-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Adaptive control for energy storage systems in households with photovoltaic modules
CN110224393B (zh) 一种基于最小切负荷模型的新能源消纳评估方法
CN108898287A (zh) 大规模光伏并网的配电网运行风险评估方法
Nycander et al. Curtailment analysis for the Nordic power system considering transmission capacity, inertia limits and generation flexibility
CN109687506B (zh) 微电网中小水电站发电量预测方法
CN109636140A (zh) 考虑径流量的微电网中小水电站弃水电量计算方法
Faridnia et al. Optimal scheduling in a microgrid with a tidal generation
Chen et al. Head dependence of pump-storage-unit model applied to generation scheduling
Xu et al. Implementation of repowering optimization for an existing photovoltaic‐pumped hydro storage hybrid system: A case study in Sichuan, China
CN112491043A (zh) 一种新能源富集电网电源规划方法及系统
Wu et al. Demand response model based on improved Pareto optimum considering seasonal electricity prices for Dongfushan Island
CN110707754B (zh) 微电网中水风光电源容量配置的优化方法
CN110932261A (zh) 一种基于全局效益最大化的多能源系统联合装机规划方法
CN110490421B (zh) 一种基于模糊c-均值聚类的微电网中小水电站容量配置方法
CN110707682B (zh) 基于模糊c-均值聚类的微电网中水风光电源容量配置方法
CN110460090B (zh) 一种水风光微电网电源容量配置方法
Yang et al. The potential for photovoltaic-powered pumped-hydro systems to reduce emissions, costs, and energy insecurity in rural China
CN113541195A (zh) 一种未来电力系统中高比例可再生能源的消纳方法
CN105956713A (zh) 一种新能源年/月电量计划制定方法
CN110991798B (zh) 一种小水电微电网发电设备利用率计算方法
CN110889592B (zh) 一种小水电微电网装机容量配置方法
Karimulla et al. Integration of renewable energy sources into the smart grid using enhanced SCA
CN110880793B (zh) 一种基于日流量的小水电微电网电源容量配置方法
CN110956554B (zh) 微电网中小水电容量配置方法
Jakhar A comprehensive review of power system flexibility

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant