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水 利 学 报

２０２３年 １１月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 １１期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）１１ － １２８７ － １２

大型水电与光伏互补运行的并网优先级研究

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明 波 ，郭肖茹 ，程 龙 ，方 伟 ，于 淼 ，黄 强 １
（１．西安理工大学 省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室，陕西 西安 ７１００４８；
２．中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，陕西 西安 ７１００６５；
３．青海黄河上游水电开发有限责任公司，青海 西宁 ８１０００８）
摘要：合理确定多能互补系统内不同能源的并网优先级对于效能提升具有重要作用。为此，本文提出大型水电与
光伏互补运行的并网优先级确定方法。首先，建立长－ 短期嵌套调度模型对水光互补运行过程进行精细模拟；其
次，从发电经济性、资源利用率以及供电可靠性三个维度，建立多能互补效能评估指标体系；最后，设置水电优
先、光伏优先、汛期水电优先且非汛期光伏优先三种典型情景，对比效能指标以确定并网优先级。以西藏忠玉水
光互补、黄河上游龙羊峡水光互补电站为实例，结果表明：光伏优先并网的运行方式可以更好地发挥多能互补效
能。研究结果可为多能互补系统的高效运行提供决策支持。
关键词：水光互补；并网优先级；效能评估
文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０２４９
中图分类号：ＴＭ７３

１ 研究背景

在 “双碳” 目标驱动下，以风电和光伏为主的新能源已成为保证能源安全、应对全球气候变暖
的重要途径 ［１］ 。然而，风电和光伏具有随机性、波动性和不可调度性，制约了其大规模并网消纳。
利用资源的天然互补 性 以 及 水 电 的 灵 活 性， 实 施 多 能 互 补 运 行， 是 促 进 新 能 源 消 纳 的 有 效 方
式 ［２］ 。多能互补系统通 过 电 量 和 容 量 的 互 补、 互 济， 可 以 更 好 满 足 电 网 负 荷 需 求。 典 型 的 多 能
互补形式有水光互补 ［３ － ５］ 、水风互补 ［６ － ８］ 、水风 光 互 补 ［９ － １１］ 等。 随 着 绿 色 低 碳 能 源 转 型 的 持 续 推
进，多能互补系统逐渐从小规模、离网向大规模、并网方向发展，成为新型电力系统的重要组 成
部分。如何对多能互补系统进行科学规划和高效调度，是当前水资源与能源电力交叉领域的研 究
热点和前沿问题。
由于现有水电站运行调度方式在制订时往往未考虑风、光电厂的参与，因而在指导多能互补运行
调度时，往往会导致灵活性水电与不可调度新能源间的协同性不足、多能互补效能难以有效发挥 ［１２］ 。
针对这一问题，国内外学者主要从新能源捆绑容量合理规划、互补调度策略优化两方面对多能互补效
能进行提升。其中，新能源捆绑容量规划以互补运行调度模拟为基础 ［１３］ ，结合技术经济分析模型 ［１４］ ，
可确定与水电站打捆的适宜新能源装机，从而从规划阶段提升多种能源的协同性。然而，由于容量规
划与互补调度策略制订子问题相互影响，二者构成一个双层规划问题而难于求解 ［１５］ 。因此，如何制订
高效的互补调度策略，依然是容量规划过程中面临的一个核心难题 ［１６］ 。通过准确表征风、光出力的时
空不确定性 ［１７］ ，构建不确定性条件下的随机?鲁棒优化调度模型 ［１８ － ２０］ ，并研制高效的求解算法 ［２１］ ，是

收稿日期：２０２３ － ０４ － ２６；网络首发日期：２０２３ － １１ － ０２
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３１１０２．１４２９．００２．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金项目（５２００９０９８，Ｕ２２４３２１６）；博士后创新人才支持计划项目（ＢＸ２０２００２７６）；中国博士后科学基金
面上项目（ ２０２０Ｍ６７３４５３）
作者简介：明波（１９８９ － ），博士，副教授，主要从事多能互补调度研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｍｉｎｇｂｏ＠ｘａｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
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