水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法及系统与流程

本发明涉及水资源分析领域，尤其是涉及一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法及系统。

背景技术：

1、水风光协同平抑波动出力水库所需的回蓄水量主要用于研究水电为平抑风电和光电波动出力而所需具备的前提条件，进而为水电与新能源协同规划与管理提供决策支撑。水风光协同运行中便捷的水量估算对于包括水资源在内的多种清洁能源的高效利用具有重大意义。目前国内外关于水风光协同运行的水量分析主要集中在水风光协同运行的后评估阶段，较少考虑协同运行所需的前提条件是否完备，不能适应于生产实际中水风光协同运行前研判基础条件是否满足的需要。鉴于此，如能估算水风光协同平抑波动出力水库所需回蓄的水量则可为水库调度提供更为有力的参考依据。

2、因此，实有必要设计一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法及系统，以解决上述问题。

技术实现思路

1、为了避免上述问题，提供了一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法及系统，将风光电的波动出力时间序列、滑动平均窗口长度、水电装机容量和水电耗水率作为输入，即可计算在给定的滑动平均窗口长度下可平抑风光波动出力的水电出力过程，自动估算水库所需的回蓄水量，进而为研判水电在水量方面是否满足水风光协同的前提条件提供参考依据。

2、本发明提供的一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法及系统，包括如下步骤：

3、步骤1，解析波动出力时间序列，记为{tn,pn}，其中，tn为第n个控制点的时间，n＝1,2,...,n，n为控制点总数，pn为第n个控制点的波动出力；

4、步骤2，设定滑动平均窗口的长度s，3≤s≤n/2；

5、步骤3，计算滑动平均后的波动出力时间序列，记为{tn,p′n}；

6、步骤4，计算波动出力平移的幅度δp；

7、步骤5，考虑水电机组最小出力限制，修正波动出力平移的幅度δp′；

8、步骤6，计算水风光协同后的出力时间序列，记为

9、步骤7，计算水电的出力时间序列，记为

10、步骤8，计算水风光协同平抑波动出力所需的水电发电量ehy；

11、步骤9，计算水风光协同平抑波动出力所需的回蓄水量w。

12、优选地，步骤1中，波动出力时间序列是在直角坐标系中，根据波动出力的过程，以时间t为横坐标，以波动出力p为纵坐标得到；解析过程包括将波动出力时间序列解析为由若干点连接组成的折线。

13、优选地，步骤3具体为：

14、当1≤n≤n-s+1时，使用算式计算p′n；

15、当n-s+1<n≤n时，使用算式计算p′n。

16、优选地，步骤4中，δp＝max{pn-p′n}，n＝1,2,...,n；步骤5中，δp′＝max(δp,pmin)。

17、优选地，步骤6中，步骤7中，其中ichy为水电的装机容量。

18、优选地，步骤8中，根据出力过程得到平抑波动所需的水电发电量，计算公式为：

19、

20、式中，i为n个控制点的时间区间的索引，范围是从1到n-1，表示波动出力或平抑后的水力发电出力p在时间序列中的位置。

21、优选地，步骤9中，计算公式为：w＝η×ehy，η为水电的耗水率，为经验设定常数。最后得到水风光协同平抑波动出力水库所需的回蓄水量结果，其值越大，说明水库应回蓄更多的水量以满足水风光协同平抑波动出力的需要。

22、一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算系统，包括：

23、初始解析模块：根据波动出力的过程，以时间t为横坐标，以波动出力p为纵坐标得到波动出力时间序列{tn,pn}，并其进行初步解析；

24、滑动平均计算模块：设定滑动平均窗口的长度s，对波动出力数据进行滑动平均处理，并计算滑动平均后的波动出力时间序列，记为{tn,p′n}；

25、幅度调整模块：计算波动出力平移的幅度δp，根据水电机组的最小出力进行修正波动出力平移的幅度，记为δp′；

26、协同出力计算模块：通过使用修正后的平移幅度，计算水风光协同后的出力时间序列以及水电的出力时间序列，记为

27、回蓄水量估算模块：计算水风光协同平抑波动出力所需的水电发电量，记为ehy；然后，根据水电耗水率计算得到水风光协同平抑波动出力水库所需的回蓄水量w；

28、所述估算系统用于实现如权利要求1至7中任一所述的水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法。

29、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明主要应用于估算水风光协同中平抑波动出力水库所需的回蓄水量估算，在水资源分析应用中，将风光电的波动出力时间序列、滑动平均窗口长度、水电装机容量和水电耗水率作为输入，即可自动计算在给定的滑动平均窗口长度下可平抑风光波动出力的水电出力过程，自动估算水库所需的回蓄水量，进而为研判水电在水量方面是否满足水风光协同的前提条件提供参考依据。

技术特征：

1.一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.如权利要求1中所述的水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法，其特征在于：步骤1中，波动出力时间序列是在直角坐标系中，根据波动出力的过程，以时间t为横坐标，以波动出力p为纵坐标得到；解析过程包括将波动出力时间序列解析为由若干点连接组成的折线。

3.如权利要求1中所述的水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法，其特征在于：步骤3具体为：

4.如权利要求1中所述的水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法，其特征在于：步骤4中，δp＝max{pn-p′n}，n＝1,2,...,n；步骤5中，δp′＝max(δp,pmin)。

5.如权利要求1中所述的水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法，其特征在于：步骤6中，步骤7中，其中ichy为水电的装机容量。

6.如权利要求1中所述的水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法，其特征在于：步骤8中，根据出力过程得到平抑波动所需的水电发电量，计算公式为：

7.如权利要求1中所述的水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法，其特征在于：步骤9中，计算公式为：w＝η×ehy，η为水电的耗水率，为经验设定常数。

8.一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算系统，其特征在于，包括：

技术总结
一种水风光协同平抑波动出力水库的回蓄水量估算方法及系统，其包括如下步骤：解析波动出力时间序列；设定滑动平均窗口的长度；计算滑动平均后的波动出力时间序列；计算波动出力平移的幅度；修正波动出力平移的幅度；计算水风光协同后的出力时间序列；计算水电的出力时间序列；计算水风光协同平抑波动出力所需的水电发电量E<supgt;hy</supgt;；计算水风光协同平抑波动出力所需的回蓄水量。本发明将水风光的波动出力时间序列、滑动平均窗口长度、水电装机容量和水电耗水率作为输入，即可计算在给定的滑动平均窗口长度下可平抑风光波动出力的水电出力过程，自动估算水库所需的回蓄水量，进而为研判水电在水量方面是否满足水风光协同的前提条件提供参考依据。

技术研发人员：冯宝飞,李垂,王现勋,肖连,黄光伦,许银山
受保护的技术使用者：长江水利委员会水文局
技术研发日：
技术公布日：2025/3/10