(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210605596.2 (22)申请日 2022.05.30 (71)申请人 中国电力科 学研究院有限公司 地址 100192 北京市海淀区清河小营东路 15号 申请人 国家电网有限公司 　 国网江苏省电力有限公司 　 国网江苏省电力有限公司电力科 学 研究院 (72)发明人 李湃　刘纯　王伟胜　张金平　 孟娜　刘思扬　韩培东　 (74)专利代理 机构 北京安博达知识产权代理有 限公司 1 1271 专利代理师 徐国文(51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 一种新能源与梯级水电运行优化方法、 系 统、 设备及 介质 (57)摘要 一种新能源与梯级水电运行优化方法、 系 统、 设备及介质， 包括： 在设定周期下按时序获取 待优化时段内的新能源和水电站的相关参数； 基 于所述新能源和水电站的相关参数结合预先构 建的新能源与梯级水电运行优化模 型， 确定新能 源和水电的最大发电量 以及新能源和水电出力 结果； 其中， 所述新能源与梯级水电运行优化模 型以新能源与水电的总发电量最大为目标并结 合梯级水电站运行约束构建； 本发 明充分考虑了 新能源出力随机波动性和水电季节互补作用， 能 满足中长期时序生产模拟模型快速求解， 实现梯 级水电与新能源的互补协调运行。 权利要求书4页 说明书12页 附图1页 CN 115099006 A 2022.09.23 CN 115099006 A 1.一种新能源与梯级水电运行优化方法， 其特 征在于， 包括： 在设定周期下按时序获取待优化时段内的新能源和水电站的相关参数； 基于所述新能源和水电站的相关参数结合预先构建的新能源与梯级水电运行优化模 型， 确定新能源和水电的最大发电量以及新能源和水电出力结果； 其中， 所述新能源与梯级水电运行优化模型以新 能源与水电的总发电量最大为目标并 结合梯级水电站运行约束构建。 2.如权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述新 能源与梯级水电运行优化模型的构建 包括： 以各时段 下新能源与各梯级水电的总发电量 最大为目标构建目标函数； 基于各时段 下的各梯级水电站运行参数构建梯级水电站运行约束； 基于所述目标函数和所述梯级水电站运行约束确定新能源与梯级水电运行优化模型； 其中， 所述梯级水电站运行约束包括： 水电机组出力约束和/或水 ‑电转换关系约束。 3.根据权利要求2所述方法， 其特 征在于， 所述水电机组出力约束包括： 通过对同类型和容量的水电机组聚合建模， 引入整数优化变量描述水电机组运行台数 代替每个水电机组单独引入的0 ‑1优化变量。 4.根据权利要求2所述方法， 其特 征在于， 所述水电机组出力约束公式如下： 式中， 为第j级水电站第k类机组的最大技术出力， 为第j级水电站第k类机组的最 小技术出力， 为第j级水电站第k类机组的技术出力， 为t时段第j级水电站第k类机 组的运行台数。 5.根据权利要求2所述方法， 其特 征在于， 所述水 ‑电转换关系约束公式如下： 式中， 为t时段第j级水电站第k类机组的技术出力， 为t时段第j级水电站第k 类机组的发电流 量， 为第j级水电站第k类机组的平均耗水率， Δt为优化时间步长 。 6.根据权利要求2所述方法， 其特征在于， 所述梯级水电站运行约束还包括水库入库流 量约束。 7.根据权利要求6所述方法， 其特 征在于， 所述水库入库流 量约束公式如下： 式中， 为t时段第j级水电站的入库 流量， 为t时段第j级水电站的区间天然来 水流量， 为t‑τ时段第j ‑1级水电站的发电流量， 为t‑t时段第j ‑1级水电 站的弃水流量。 8.根据权利要求2所述方法， 其特征在于， 所述梯级水电站运行约束还包括下述中的至 少一种或多种：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115099006 A 2平衡功率约束、 系统备用约束、 新能源出力约束、 水电机组运行台数约束、 水电站水量 平衡约束、 水库库容约束、 发电流量约束、 出库流量约束、 火电机组的运行约束和线路传输 安全约束。 9.根据权利要求2所述方法， 其特 征在于， 所述目标函数如下： 式中， f为目标函数， t为时段序号， T为时段数量， n为新能源场站序号， N为新能源场站 数量， 为t时段第n个新能源场站出力， j为水电站序号， J为水电站数量， k为水电机组类 型序号， K为水电机 组类型数量， 为t时段第j级水电站第k类机组的出力； Δt为优化时 间步长。 10.根据权利要求1所述方法， 其特征在于， 所述基于所述新能源和水电站的相关参数 结合预先构建的新能源与梯级 水电运行优化模型， 确定新能源和水电的最大发电量以及新 能源和水电出力结果， 包括： 将所述新能源和水电站的相关参数 带入预先构建的新能源与梯级水电运行优化模型； 利用数学规划求解器对所述新 能源与梯级水电运行优化模型进行求解， 得到新 能源和 水电的最大发电量以及新能源和水电出力结果。 11.根据权利要求1所述方法， 其特 征在于， 所述周期设置包括季度或年度。 12.根据权利要求1所述方法， 其特 征在于， 所述 新能源和水电站的相关参数包括： 风电和光伏在逐时段的理论功率序列、 第一级水电站在逐时段的入库流量、 各级水电 站之间逐时段的理论功 率序列、 各级 水电站的运行参数、 其他电源参数、 各时段的用电负荷 和备用需求。 13.一种新能源与梯级水电运行优化系统， 其特 征在于， 包括： 获取参数模块， 用于在 设定周期下按时序获取待优化 时段内的新 能源和水电站的相关 参数； 模型求解模块， 用于基于所述新能源和水电站的相关参数结合预先构建的新 能源与梯 级水电运行优化模型， 确定新能源和水电的最大发电量以及新能源和水电出力结果； 其中， 所述新能源与梯级水电运行优化模型以新 能源与水电的总发电量最大为目标并 结合梯级水电站运行约束构建。 14.根据权利要求13所述系统， 其特 征在于， 还 包括建模 模块， 所述建模 模块包括： 目标函数确定子模块， 用于以各时段下新 能源与各梯级水电的总发电量最大为目标构 建目标函数； 约束条件构建子模块， 基于各时段下的各梯级水电站运行参数构建梯级水电站运行约 束； 模型确定子模块， 用于基于所述目标函数和所述梯级水电站运行约束确定新 能源与梯 级水电运行优化模型； 其中， 所述梯级水电站运行约束包括： 水电机组出力约束和/或水 ‑电转换关系约束。 15.根据权利要求14所述系统， 其特 征在于， 所述水电机组出力约束包括： 通过对同类型和容量的水电机组聚合建模， 引入整数优化变量描述水电机组运行台数权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115099006 A 3