大连理工大学;南方电网科学研究院有限责任公司张俊涛获国家专利权
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龙图腾网获悉大连理工大学;南方电网科学研究院有限责任公司申请的专利一种快速高保真的流域水风光储一体化运行风险评价方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121012019B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-13发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511549236.5,技术领域涉及:H02J3/00;该发明授权一种快速高保真的流域水风光储一体化运行风险评价方法是由张俊涛;王明博;程春田;郑外生;周保荣;卢斯煜;卓映君;邹金;梁金冰设计研发完成,并于2025-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种快速高保真的流域水风光储一体化运行风险评价方法在说明书摘要公布了:本发明属于水风光储多能互补风险评价技术领域,涉及一种快速高保真的流域水风光储一体化运行风险评价方法。首先剖析多重不确定性条件下多维风险的触发与传递机制,揭示风险生成原理;其次提出基于边界损伤深度的风险指标量化方法,可依据当前运行状态与边界条件量化多维风险,助力仿真算法直接输出风险评估结果。构建融合专家知识的全景式时间序列仿真模型。通过专家经验规则将水电‑储能调度能力显性化纳入运行模拟框架,既有助于确定多维风险规避的优先级,又确保模拟结果的可解释性与可靠性。本发明同时解决传统优化模拟方法为实现水电非线性曲线及储能充放电逻辑而引入大量0‑1变量导致的低效问题,以及水电‑储能调度顺序识别困难的难题。
本发明授权一种快速高保真的流域水风光储一体化运行风险评价方法在权利要求书中公布了:1.一种快速高保真的流域水风光储一体化运行风险评价方法,其特征在于,步骤如下: 步骤1:初始计算条件; 包括表征新能源不确定性的出力场景集、径流历史观测数据、水电站基础数据及综合利用运行边界、直流外送线路运行边界、待评价的日前调度计划; 步骤2:构建基于边界破坏深度的风险量化指标体系; 指标1:新能源弃电风险VPAR;当水电运行在最小技术出力,且储能充电功率达到最大值时,水‑风‑光‑储互补出力仍然超过直流输电线路的功率容量边界;其超出部分定义为新能源弃电风险; 指标2:弃水风险SWR;当水库容量边界与水轮机过流边界同时被突破时产生弃水风险; 指标3:履约偏差风险GADR;当水‑风‑光‑储互补发电系统无法按计划发电时,履约偏差风险定义为系统实际发电量与调度方案中出力计划边界之间的偏差,以偏差的绝对值表示GADR的大小; 步骤3:构建专家经验知识规则,形成风险评价仿真框架; 当前运行状态作为输入进入规则库,由规则匹配确定多种电源在互补系统中的协调调度; 步骤4:构建快速高保真多维风险评估模型框架; 4.1初始化算法框架:输入刻画风电和光伏不确定性的场景集,与日前调度方案中的互补出力计划,以及储能和水库的初始状态; 4.2按顺序迭代情景、对象和时段,初始化; 4.3对第s个场景、第t个时段进行风险评估:确定可再生能源出力与计划出力之间的偏差;基于与的相对偏差,结合专家知识的风险规避优先级,依次调用风险评估算法a–d,计算在补偿可再生能源出力偏差后的风险指标; 4.4设置,重复步骤4.3,直至完成时间集中所有时段的处理; 4.5设置,重复步骤4.3‑4.4,直至完成场景集中所有场景的处理,从而获得所有场景时段的风险量化结果; 4.6输出风险规避仿真及评估结果; 所述的风险评估算法a–d分别为VPAR评估算法、电力状态仿真算法、SWR评估算法、GADR评估算法的水电出力计算策略;具体如下: 算法a:VPAR评估算法;保持水电在最小技术出力水平,同时提高储能充电功率以缓解VPAR,并计算;首先输入线路容量边界、储能荷电量边界、储能功率边界、时段小时数、储能充放电效率和新能源出力场景;然后判断是否:如是,则分别进行如下赋值:,;如不是,则令;接着根据当前时段储能功率更新储能荷电状态:;其中,为储能充放电功率,负值表示充电,正值表示放电;为新能源实际消纳出力;为储能当前荷电量;为新能源弃电功率;是电站i分厂k在新能源不确定性出力场景s下储能电站在时段t的充电功率;遍历完所有场景和时段后,最后计算新能源弃电风险: ; 算法b:电力状态仿真算法;通过最小化GADR的方式初始化水电出力,同时考虑水电站出力上限的物理限制;首先输入日前计划互补出力、日前水电留存计划出力、水电站出力上界、水电站出力下界;当时,令;当时,令;接下来进行新的判断:当时,令; 当时,;最后,令;其中,是实际水电分厂外送功率;是实际水电分厂总出力; 算法c:SWR评估算法;调节水库出库流量和水库储水量以缓解SWR,并计算;首先输入水库出库流量下界、水库容量上界、水电发电流量上限;然后采用算法e,用计算出,并令,如果,令;从上游到下游遍历每一个水库,计算得到;判断是否,若是:则令,更新相应的,若此时,则令;令;判断是否,若是:则令,更新相应的,若此时,则令;其中,为水电分厂发电流量;为水库出库流量;为水库发电流量; 分别为弃水流量和缺水流量;为中间变量,分别为由于边界越限导致的水库发电流量调整量;弃水流量调整量和出库流量调整量; 遍历完所有场景和时段后,计算弃水风险: ; 算法d:GADR评估算法;根据算法c调整的水力状态更新水电出力,然后调整储能的运行状态以规避GADR,并计算;首先,输入耗水率和发电流量调整量;然后,遍历水电站的分厂:对于每个分厂,根据和计算水电分厂外送出力调整量,并计算储能出力调整量来弥补;接着,令;遍历完所有场景和时段后,计算履约偏差风险: ; 算法e:基于二元非线性函数试算算法的水电出力计算策略从水电出力推导发电流量需要进行迭代计算,提出以电定水仿真算法:将收敛精度设定为一个极小的值时,以电定水仿真算法流程如下:首先,输入水电站的尾水位泄量曲线、水位库容曲线、水头耗水率曲线、水电站分厂出力、水库发电流量、上游水库出库流量、水库库容、时段内秒数、水头损失、水库入库的天然径流;令中间变量,并初始化; 令,如果当前电站是流域最上游电站,令,否则;最后,令,,只要,就一直循环这一步骤; 最后令,返回; 其中为实时水库尾水位;为实时水库水位;为实时水库水头。
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