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到同一簇中。其算法原理为：（１）在 ｍ个原始数据中任意选取 ｎ个对象作为初始聚类中心；（２）持续迭
代，将聚类中心点调整至所有原始数据的平均位置；（ ３）重新划分其内部数据点，直至所有数据点到
所属聚类中心的距离最近，迭代结束。
同时通过查阅流域历史来流量资料，获取 ９种风光场景下的水库来流情况，选取位于中位数当日
的数据作为典型场景。风、光场景聚类结果见图 ２，９种典型场景下的相关气象数据值见表 １。
表 １ 典型场景下的相关气象数据表
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场景序号 场景特征 径流量?（ｍ ?ｓ） 日平均光照强度?（Ｗ?ｍ ） 日平均风速?（ｍ ?ｓ）
１ 强风 １４９２ ２５９．８７ １２．８６
２ 微风 １９２０ ２０６．１７ ３．３７
３ 和风 ８４４ １２０．３８ ６．４５
４ 强光 ２０６８ ３００．６９ ４．７０
５ 弱光 ８２０ ５６．１９ ４．０５
６ 中光 １６４８ １６４．７６ ５．３７
７ 丰水 ２１５２ １９５．０６ ７．６４
８ 枯水 ８２０ １１２．３５ ９．８６
９ 平水 １４０２ ２３３．５６ ９．２３
图 ２ 典型场景聚类结果
３．２ 水电机组运行方式 根据国内某在建清洁能源基地前期规划研究成果，综合考虑选址与建设条
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件、工程投资和机电设备等情况，水电机组由 ４台单机 ２５万ｋＷ，额定流量 ４０５ｍ ?ｓ，额定水头 ６８ｍ，
型号为 ＨＬＦ１８０Ａｉ － ＬＪ － ６８０的水轮机组组成，总装机容量 １００万ｋＷ；风电总装机容量为 ６０万ｋＷ；光
伏总装机容量为 １２０万ｋＷ。
水电机组的灵活调节使其能够根据电网需求快速进行出力调整，对于稳定电网发挥了重要作用，
然而灵活调节会导致机组频繁穿越振动区，由此导致的转轮疲劳破坏以及机组稳定性问题对水电站造
成的损失甚至超过了能量指标提高所产生的经济效益 ［２４］ 。本研究的水电机组振动区如图 ３蓝色部分所
示，其出力范围为 ０～１２０ＭＷ 和 １４０～１８０ＭＷ，机组在振动区运行水轮机呈现强烈震动，对机组稳定
性造成破坏。绿色部分表示建议运行区，运行范围在 １２０～１４０ＭＷ 和 １８０～２５０ＭＷ 之间，水轮机此运
行区域，机组振动范围会在较小的范围内。
因此，为深入研究水电机组灵活性运行对水风光互补发电系统的运行经济性影响，避免机组频繁
穿越振动区。本节将水风光互补发电系统中的水电机组运行方式划分为避振运行和不避振运行两种。
其中避振运行方式水电机组的负荷分配原则包括以下三点：（ １）避免水电机组运行在振动区内；（２）避
免水电机组频繁调节出力；（ ３）避免水电机组频繁跨越振动区。不避振运行方式则仅要求水电机组避
免频繁调节出力。水电机组不同运行方式流程图 ４所示。
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