Page 19 - 2023年第54卷第4期

３．１．１ 电网水电火电协同优化模型 以新能源全额消纳作为边界条件，采用火电负荷平均距 Ｆ最小作
为电网层目标函数，见式（１）。
１ Ｔ ｔｈ １ Ｔ ｔｈ
Ｆ ＝ ｍｉｎ ∑ Ｐ － ∑ Ｐ ｔ （１）
ｔ
Ｔ ｔ ＝１ Ｔ ｔ ＝１
ｔｈ
式中：ｔ为时段序号，ｔ ＝ １，２，…，Ｔ；Ｔ为调度时段总数；Ｐ 为在第 ｔ时段火电负荷，ｋＷ。
ｔ
（ １）电力平衡约束：
ｌｏａｄ
ｗ
ｓ
ｈ
Ｐ ＝ Ｐ＋ Ｐ ＋ Ｐ＋ Ｐ ｔｈ （２）
ｔ ｔ ｔ ｔ ｔ
ｌｏａｄ
ｈ
ｔｈ
ｓ
ｗ
式中：Ｐ 为 ｔ时段电网负荷，ｋＷ；Ｐ、Ｐ 、Ｐ、Ｐ 分别为在 ｔ时段内水电、风电、光电、火电的聚
ｔ
ｔ
ｔ
ｔ
ｔ
合出力，ｋＷ。
（ ２）水电站可调度电量约束：
Ｔ
ｈ
ｈ
Ｅ ＝ ∑ ＰΔ ｔ （３）
ｔ
ｔ ＝１
ｈ
式中：Ｅ为梯级水电站可调度电量，ｋＷｈ；Δ ｔ为调度时段时长。
（３）出力约束：
ｔｈ，ｍａｘ
ｔｈ
≤Ｐ ≤Ｐ
{ Ｐ ｔｈ，ｍｉｎ ≤Ｐ≤Ｐ ｈ，ｍａｘ （４）
ｔ
ｈ，ｍｉｎ
ｈ
Ｐ
ｔ
式中：Ｐ ｔｈ，ｍａｘ 、Ｐ ｔｈ，ｍｉｎ 分别为火电出力上、下限，ｋＷ；Ｐ ｈ，ｍａｘ 、Ｐ ｈ，ｍｉｎ 为水电出力上、下限，ｋＷ。
（ ４）爬坡能力约束：
ｔｈ
Ｐ － Ｐ ｔｈ ｔｈ，ｍａｘ （５）
ｔ ＋ １ ≤ＵＲ
ｔ
式中 ＵＲ ｔｈ，ｍａｘ 为火电最大爬坡能力，ｋＷ。
（５）旋转备用容量约束：
ｔｈ
－ Ｐ ≥ＳＲ
{ Ｐ ｔｈ，ｍａｘ － Ｐ≥ＳＲ ｈ ｔｈ （６）
ｔ
ｈ
ｈ，ｍａｘ
Ｐ
ｔ
ｈ
ｔｈ
式中：ＳＲ为水电旋转备用容量，ｋＷ；ＳＲ 为火电旋转备用容量，ｋＷ。
（ ６）梯级水电站机组开机台数约束：为满足大规模新能源并网条件下电网调相要求，考虑电力设
备实测参数、运行限值、过负荷能力等情况，按下述运行控制原则确定梯级水电站机组开机台数。
ｏｎ
Ｍ ｏｎ，ｍｉｎ ≤ｍ ≤Ｍ ｏｎ，ｍａｘ （７）
ｔ
ｏｎ
式中：ｍ 为 ｔ时段梯级水电站开机台数；Ｍ ｏｎ，ｍａｘ 、Ｍ ｏｎ，ｍｉｎ 为梯级水电站最大、最小开机台数限制。
ｔ
３．１．２ 梯级水电站站间负荷分配模型 本文以各电站水量?水位要求、梯级水电站总负荷形状作为约
束条件，以梯级水电站发电量最大作为目标函数，建立站间优化调度模型，见式（ ８）。
Ｔ Ｎ
ｈ
Ｅ ＝ ｍａｘ ∑∑ Ｐ Δ ｔ （８）
ｎ，ｔ
ｔ ＝１ ｎ ＝１
ｈ
式中：ｎ为水电站序号，ｎ ＝ １ ，２，…，Ｎ；Ｎ为水电站数量；Ｐ 为 ｔ时段水电站 ｎ的出力，ｋＷ。
ｎ，ｔ
（１）梯级水电站利用规则。为满足综合利用需求，梯级水电站龙头水库需满足调度期出库总水量
要求；下级日调节水电站保持水位平稳，需满足日内初、末水位约束。
Ｔ ｏｕｔ
ｐｌａｎ
{ ＝ ∑ Ｑ Δ ｔ，ｎ ＝ １ （９）
Ｗ
ｎ，ｔ
ｔ ＝１
ｓｔａｒｔ
ｅｎｄ
Ｚ ＝ Ｚ ，Ｚ ＝ Ｚ ，２ ≤ｎ ≤Ｎ
ｎ，１ ｎ ｎ，Ｔ ｎ
３
３
ｏｕｔ
式中：Ｗ ｐｌａｎ 为龙头水电站出库水量计划，ｍ ；Ｑ 为 ｔ时段水电站 ｎ平均出库流量，ｍ ?ｓ；Ｚ 为在 ｔ时
ｎ，ｔ
ｎ，ｔ
ｓｔａｒｔ
ｅｎｄ
段水电站 ｎ的水位，ｍ；Ｚ 和 Ｚ 分别为水电站 ｎ调度期初、末水位控制要求，ｍ。
ｎ
ｎ
（ ２）负荷形状约束。为满足新能源消纳要求，梯级水电站出力所承担的负荷指令呈现特定的变化
模式。为此，采用负荷形状曲线对梯级水电站出力过程进行限制，详见式（１０）。
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