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水 利 学 报

２０２３年 １２月 ＳＨＵＩＬＩ ＸＵＥＢＡＯ 第 ５４卷 第 １２期

文章编号：０５５９ － ９３５０（２０２３）１２ － １４１５ － １５

耦合出力破坏深度与弃电准则的梯级水风光互补调度规则研究

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王 进 ，赵志鹏 ，程春田 ，苏华英 ２
（１．大连理工大学，辽宁 大连 １１６０２４；２．贵州电网公司电力调度控制中心，贵州 贵阳 ５５００００）

摘要：梯级水电调度规则是指导控制型水库发电蓄放水的重要依据。随机、波动、间歇性新能源的接入改变了梯
级水电运行边界，增加了缺电、弃电风险，导致仅考虑径流季节性波动的调度规则不再适用。依托贵州某梯级水
风光综合基地实际工程，剖析了导致缺电、弃电的因素，并从规则形式和模型构建角度给出解决方案。在标准调
度规则的基础上，结合对冲规则、满蓄规则，并考虑输电通道容量限制与新能源消纳规则，提出梯级水风光六段
式互补调度规则，以减少缺电、弃电；提出出力破坏深度指标度量缺电风险、提出弃电准则避免非必要弃电，并以
规则参数为决策变量构建多目标参数模拟优化模型；采用目标优先级非支配排序遗传算法优化规则参数。设置多种
新能源装机容量场景、输电通道容量场景和对比规则，从多角度验证本文方法的有效性。结果表明，本文方法能够
显著降低梯级水风光综合基地缺电、弃电风险，提高发电量，其中出力破坏深度指标使缺电程度平均降低 ３６．０４％、
弃电准则使弃电平均减少 ７．９６％。最后，绘制更加简明、直观的梯级水风光互补调度图，以便于实际应用。
关键词：缺电；出力破坏深度；弃电准则；调度规则；多能互补
文献标识码：Ａ
中图分类号：ＴＭ６１ ｄｏｉ：１０．１３２４３?ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｌｘｂ．２０２３０３０２

１ 研究背景

大力发展新能源是我国实现 “双碳”目标的重要举措，预计 ２０３０、２０６０年新能源装机容量将分别超
过 １２亿 ｋＷ、５０亿 ｋＷ，相比 ２０２２年底分别增加 ５９％、５６２％ ［１ － ２］ 。风电、光伏严重依赖自然气象条件，
具有随机性、波动性和间歇性，且不可调度，大规模集中并网必将对电力系统调度运行带来新的挑战，
增加缺电、弃电风险 ［３ － ４］ 。以梯级水电站为核心，构建梯级水风光综合基地，充分挖掘水电多尺度灵活
性调节能力，是支撑高比例新能源快速并网的重要途径 ［５］ 。相比梯级水电独立调度，水风光互补调度增
加了风光出力的不确定性和季节波动性，改变了梯级水电站运行边界，导致梯级水电调度规则不再适
用 ［６］ ，需结合工程实际分析导致缺电、弃电的因素，探索梯级水风光互补调度规则制定方法。
梯级水风光互补调度规则具有综合考虑径流、风光出力等多重不确定性和季节波动规律、电量需求
等因素的能力，是水风光互补运行模式下指导梯级水库发电蓄放水的有效且实用工具 ［７ － ８］ 。调度人员根
据梯级水风光综合基地面临状态和预测信息采用该工具决策面临时段的发电量。关于水电及水风光调度
规则的研究，从调度规则制定方法角度，主要有参数模拟优化 ［９ － １１］ 、隐随机 ［１２ － １３］ 、显随机 ［１４ － １５］ 三种方
法。其中，参数模拟优化预设调度规则并用以指导梯级水电运行，以历史时序数据或模拟时序数据描述
不确定因素的季节波动规律，并以规则参数为决策变量，采用嵌套梯级水电模拟调度方法的优化算法进
行求解 ［１６］ 。相比于需要梯级水电确定性或随机优化调度的隐随机 ［１７］ 、显随机 ［１８］ 方法，参数模拟优化使
用模拟方法代替优化调度，是克服维数灾问题的有效途径之一，广泛应用于推导梯级水电 ［９ － １０］ 和水风

收稿日期：２０２３ － ０５ － ２４；网络出版日期：２０２３ － １２ － １９
网络首发地址：ｈｔｔｐｓ：??ｋｎｓ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ?ｋｃｍｓ?ｄｅｔａｉｌ?１１．１８８２．ＴＶ．２０２３１２１８．１４３６．００１．ｈｔｍｌ
基金项目：国家自然科学基金重点项目（５２２３９００１）；中央高校基本科研业务费项目（ＤＵＴ２２ＲＣ（３）０８８）
作者简介：王进（ １９９７ － ），博士生，主要从事水风光多能互补调度研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｄｌｕｔｗａｎｇｊｉｎ＠ｍａｉｌ．ｄｌｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
通信作者：赵志鹏（１９９２ － ），硕士生导师，副教授，主要从事水电系统调度、水风光储多能互补研究。Ｅ － ｍａｉｌ：ｚｚｐ＠ｄｌｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ
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