黄藏寺水库水光互补日内优化调度研究.pdf
《黄藏寺水库水光互补日内优化调度研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《黄藏寺水库水光互补日内优化调度研究.pdf(7页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 收稿日期:基金项目:国家自然科学基金资助项目()作者简介:陈子豪(),男,河北保定人,工程师,硕士,主要从事水资源调度研究与水利枢纽工程建设管理工作 通信作者:董国涛(),男,山东青州人,高级工程师,博士,主要从事水文水资源遥感方面的研究工作:【水利水电工程】黄藏寺水库水光互补日内优化调度研究陈子豪,李莹莹,董国涛(黑河黄藏寺水利枢纽工程建设管理局,甘肃 兰州;黑河水资源与生态保护研究中心,甘肃 兰州)摘 要:黄藏寺水库是黑河上游首座综合利用型水库,在青海省新能源政策支持下,配套建设光伏电站,形成水电、光电复杂互补系统。采用 软件完成 光伏电站设计,提出以出力曲线波动次数、最大出力变幅和出力
2、占比为指标的日出力聚类方法。以提高水光互补系统出力稳定和梯级水电站发电效益为目标,建立黄藏寺水库日内优化调度模型,采用 算法求解。结果表明,多云天气、梯级水电站调峰发电、黄藏寺水库装机容量和调度水量限制是影响水光互补系统出力稳定的主要因素;黄藏寺水库补偿光电出力时下泄流量产生小幅波动,补偿梯级水电站调峰发电时产生大流量来水过程,宝瓶河和龙首二级电站分别承担小幅波动稳流和莺落峡断面全天候平稳过流要求;水光互补模式对黄藏寺水库水电效益影响很小,稳定光电出力波动作用显著,但应进一步优化光伏电站容量配置。关键词:黄藏寺水库;水电;光伏发电;互补;优化调度中图分类号:;文献标志码:引用格式:陈子豪,李莹
3、莹,董国涛黄藏寺水库水光互补日内优化调度研究人民黄河,():,(,;,):,;,;,;,:;黑河是我国第二大内陆河,发源于祁连山中段,由南向北流经青海、甘肃、内蒙古 省(区),全长 。黑河干流上游黄藏寺水库于 年开工建设,坝址距青海省祁连县城约 ,计划 年 月下闸蓄水,其投入运行后将控制黑河上游来水总量近,可有效改善黑河上游来水过程,缓解中游农业灌溉与下游绿洲生态用水矛盾。黄藏寺水库水资源调度主要措施为,代替中游平原水库发挥灌溉调节功能,利用农业灌溉用水间隙加大向下游生态调度水量,减少输水损失和对农业灌溉用水的影响。第 卷第 期 人 民 黄 河 ,年 月 ,年 月青海省发展改革委等 部门联合发
4、布关于印发支持储能产业发展若干措施(试行)的通知(青发改能源 号),鼓励新建水电站同步配置光伏项目,水电与光伏容量配比达到 。光伏电站的运行可有效缓解黄藏寺水库日间发电压力,提升水库调峰发电空间,以黄藏寺水库为核心的水光互补概念应运而生。贾一飞等建立了光伏发电出力预测和水光互补优化调度模型,为龙羊峡水库短期调度提供了参考;张娉等提出了水光互补运行机制,为多能源互补研究提供了理论基础;庞秀岚等将龙羊峡光伏电站视作虚拟水电,通过水轮发电机组快速调节,确保组合出力平稳输出;钱梓锋等构建了水光互补日间调度模型,以提高龙羊峡水库调峰发电能力;陈述等运用增益分析法评价水光互补项目,论证了项目的可行性。上述
5、成果为黄藏寺水光互补研究提供了参考,但与龙羊峡水库不同,黄藏寺水库是黑河上游唯一一座综合利用型水库,将肩负水资源调度、梯级水电站调峰发电和光伏出力补偿等任务,必须统筹考虑以实现水资源综合利用效益最大化。黄藏寺水库调度现有研究成果主要集中于水库电站群联合运行,未考虑水光互补模式。因此,本文针对水电、光电两种能源的互补系统,重点研究了黄藏寺水库日内优化运行策略。首先,根据水库综合利用要求构建多元调度系统;其次,根据拟定的水库调度运行方式、配套光伏电站模拟仿真结果,确定水光互补典型出力场景;然后,以水光互补并网系统波动出力比最小、梯级水电站并网系统发电效益最大为目标,建立日内优化调度模型;最后,根据
6、模拟运行结果对水光互补系统进行典型分析,以期为光伏电站决策立项和水库日内优化调度规程制定提供参考。联合调控框架 流域概况黑河干流以莺落峡、正义峡为界分上、中、下游,将黄藏寺水库供水范围分为梯级电站、农业灌溉和绿洲生态 个供水单元。上游为产流区,黄藏寺水库坝址和莺落峡断面多年平均径流量分别为 亿、亿,区间为峡谷河段,受水范围包括 座梯级水电站,自上而下基本情况见表。河道区间补水主要集中于小孤山至龙首二级电站之间;中游为径流消耗区,是黑河流域农业灌溉主要用水区域和人口聚集区,受水范围包括张掖市 个县(区)个灌区;下游为径流散失区,主要是沙漠戈壁,尾闾有胡杨、红柳等沙漠植物,受水范围包括金塔县鼎新灌
7、区、东风场区和额济纳绿洲。表 黄藏寺水库下游 座梯级水电站基本情况项目电站名称宝瓶河三道湾二龙山大孤山小孤山 龙首二级龙首一级开发方式混合式混合式引水式引水式引水式混合式混合式平均设计水头 设计引水流量()装机容量 电站出力系数月次年月生态基流()月生态基流()黄藏寺水库为碾压混凝土重力坝,汛限水位与正常蓄水位均为 ,死水位为 ,兴利库容为 亿;坝后电站装机容量 ,额定流量 ,电站出力系数,水头损失 ;黄藏寺水库并青海省海北州电网,当地以农牧业为主,用电负荷小,水库担任基荷运行。座梯级水电站供电范围为甘肃省河西电网,系统离负荷中心近,担任该地区调峰任务;甘肃省电调中心对梯级水电站总体要求为,白
8、天光伏大发期低负荷运行,早晚用电高峰期高负荷运行,电力市场现货交易出清参考价见图。黄藏寺水库建成生效前,宝瓶河和龙首二级电站承担预发、预泄和预蓄,实现调峰发电运行,水库建成后代替宝瓶河电站进行水量调节,龙首二级电站承担反调节作用。图 水电站电力市场现货交易出清参考价格 调度系统建立黄藏寺水库调度系统由水调、电调两部分组成。根据黑河上游“电调服从水调”的原则,水库优先保证农业灌溉和绿洲生态供水单元用水,满足生态基流下泄要求,其次考虑发电利用。按照职能划分,黑河流域年度水量调度工作(时间 月次年 月)开始前,流域机构根据黑河上游中长期径流预报分析结果确定莺落峡断面综合需水过程,水库由此确定全年调度
9、方式,龙首一级电站下泄流量应符合莺落峡断面过流标准。电调包括水光互补系统和梯级水电站系统。水光人 民 黄 河 年第 期互补系统由黄藏寺水库和配套光伏电站组成,建设有 座 升压站和架空线路,其中 设备共有 个出线间隔,个间隔送出至青海省海北州八宝 变电站、个间隔备用。光伏电站为黄藏寺水库虚拟水电,接入水库电站备用间隔,把 个电源组合后的电力电量送入电网。光伏电站接入后,黄藏寺水库整体发电能力将大幅提升,但水库承担区域供水任务和梯级水电站调峰发电任务的功能不变,因此水光互补系统仍担负海北州电网基荷运行。梯级水电站系统由上述 座梯级水电站组成,担负甘肃省河西电网光伏低发期调峰任务。系统要求黄藏寺水库
10、按计划完成日调度水量的同时,优化下泄流量过程,提高系统整体发电效益,再由具有日调节能力的龙首二级电站进行反调节,满足黑河中下游地区过流平稳要求。数据分析及特征研究 水库调度过程和光伏电站设计由于黄藏寺水库尚未建成投运,缺少实测数据,而且不同时期的上游来水过程、水库供水方式和蓄水位变化也有差异,对水光互补的影响各不相同,因此本文采用黄藏寺水库水资源精细化调度研究成果,以坝址来水频率、选取代表年(年、年、年)拟定黄藏寺水库、莺落峡断面下泄流量标准(见图),代表年黄藏寺水库蓄水位变化情况见图。图 代表年主要控制断面下泄流量指标图 代表年黄藏寺水库蓄水位变化情况本文借助瑞士日内瓦大学开发的 软件完成水
11、库配套光伏电站设计和模拟仿真。光伏电站位于黄藏寺水库库区右岸,气象数据采用 ,水平面年总辐射量 ();光伏阵列共 块 单晶双面双玻组件,总标称功率,组件采用固定支架横向 排布置,阵列倾角、方位角、阵列间距 ;共 台 组串式逆变器,总标称功率 ,容配比为。光伏电站逐日发电功率变化曲线见图,年并网电量 亿。图 光伏电站逐日发电功率变化曲线天气类型是决定光伏电站出力变化的最主要因素,典型出力场景有晴天、多云和阴雨 类。晴天时光伏出力水平最高,且出力过程平滑;多云时出力波动幅度最大,但整体出力水平高于阴雨天气;阴雨天时光伏出力水平最低,但波动程度稍低于多云天气。因此,本文采用波动次数、最大出力变幅 和
12、出力占比 对光伏出力场景进行聚类分析。波动次数 以天为计算单元,即光伏电站日出力曲线趋势变换次数,式()成立时计 次波动。(,)(,)()()式中:为 中 个时段中的某个时段,即:为第 个时段、:为第 个时段、:为第 个时段;,、,、,分别为计算日第、时段光伏发电功率。最大出力变幅 以天为计算单元,即光伏电站日出力曲线中相邻时段发电功率之差的绝对值的最大值:,()出力占比 以月为计算单元,即日发电功率与当月最大日发电功率的比值:,()式中:,为计算月第 天的发电功率,为当月最人 民 黄 河 年第 期大日发电功率。计算完成后得到波动次数、最大出力变幅和出力占比 三组指标变量,各符号的下角标表示
13、中的 。将上述三组指标变量进行标准化处理使其分布在 范围内,并分别乘以权重系数、和,借助 软件 聚类算法函数完成光伏出力场景划分,结果见表。表 光伏电站典型出力场景类别天气全年出现次数平均出力占比 平均最大出力变幅 平均波动次数(次)主要出现月份一晴天 月次年 月二多云 月三阴雨 月 水光互补典型出力场景选取以黄藏寺水库坝址为代表,枯水期为 月次年 月。由图 可知,月下旬和 月水库须保证中游灌区冬灌用水,各年份下泄过程基本一致;其他时段采用 台小机组平稳运行满足生态基流下泄要求。因此,以平水年 年 月 日(阴雨)、月 日(多云)、月 日(晴天)为典型日考察水库调度运行方式。次汛期为 月。由图
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 黄藏寺 水库 水光 互补 日内 优化 调度 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。