梯级水电站AGC模型构建与实现方法研究

The difficulty of Cascade AGC is how to coordinate the relationship between the cascade peak shaving and frequency modulation to meet the safety of operation, economy and real-time requirements with the condition such as uncertainty in the load, reservoir regulation performance difference between the cascade reservoirs and flow Delay complex conditions. The project intends to systematically study the partition of power station electrical access point load of random features, peaking demand, flow delay, the vibration area security constraints and other factors require or influence of the cascade output adjustment mode. Complete control of the response law of the cascade AGC operating when conditions change. Utilize stochastic simulation technique research relationship between cascade AGC capacity and cascade AGC strategy, establish cascade the AGC assessment model based on equilibrium analysis. Use mathematical statistical methods to analyze the characteristics of the cascade load cascade AGC, and propose a hierarchical method and establish a hierarchical model to coordinate the relationship between the cascade peak shaving and frequency modulation. Engage the result of stochastic delay differential equations to study the uncertainty of load and the regular of anti-regulation reservoir water level changes with flow delays, establish real-time load distribution model. The establishment of a two-tier model to solve the cascade joint to avoid the problem of the vibration area. Research projects with the cascade AGC model and algorithm have a positive significance for the promotion of the engineering applications of the cascade AGC.

梯级AGC的难点是：在负荷不确定、水库调节性能差别大、梯级水库之间存在水流时滞等复杂条件下，如何协调梯级调峰与调频的关系，并且同时满足运行的安全性、经济性和实时性的要求。本项目拟通过系统地研究电站电气接入点分区、负荷随机特性、调峰需求、水流时滞、振动区安全约束等因素对梯级出力分配和调整的要求与影响模式，全面掌握梯级AGC对运行条件及其变化的响应规律；应用随机模拟技术研究梯级AGC能力与梯级AGC策略的相互关系，建立梯级AGC评估模型；应用数理统计方法分析梯级负荷特性，研究梯级AGC分层方法和模型，协调梯级调峰与调频的关系；应用随机延迟微分方程成果研究不确定性负荷以及水流时滞对反调节水库水位变幅的影响规律，建立梯级实时负荷分配模型；建立两层模型解决梯级联合避开振动区问题。项目研究成果为梯级AGC模型设计和算法实现提供思路和方法，对于推动梯级AGC的工程应用具有重要的学术意义和应用价值。

梯级水电站群自动发电控制（梯级AGC）是梯级水电站联合经济运行和实时优化控制的重要环节，是水电能源的开发、运行、优化管理及其效益响应研究的重要内容，涉及到安全、经济、生态与环境等诸多方面，是水利水电工程学科的一个前沿领域。梯级AGC模型及其工程应用方法对于实现水库群优化方案和提高电网运行品质都具有重要的意义。梯级AGC的理论研究和应用实践虽然吸引了广泛的关注和重视，但是迄今为止尚未见有真正成功应用实例的文献报道。梯级AGC中涉及到的调峰调频协调、反调节电站运行、模型原理设计、机组振动区处理等问题是影响梯级AGC模型构建与实施的主要难点。针对这些难点问题我们进行了深入地分析与研究。创造性提出了梯级调峰与梯级AGC的协调模型与方法，包括梯级调峰与梯级AGC分层优化模型，滚动优化的经济负荷分配方法，联合躲避振动区策略；构造了改进的梯级负荷分配耗能最小模型；提出了多种高效的梯级水电站群发电优化调度模型求解方法。基于上述理论研究，还开发了一套集成梯级AGC优化控制、发电优化调度、调度信息一体化展示、二次调频评估等多个子功能的梯级水电站群发电优化调度应用软件。研究成果可合理、高效分配各负荷分量，避免了相关条件的实时变化导致厂间大规模负荷转移，协调了梯级水电站调峰与调频运行，联合躲避和减少了机组穿越振动区的风险，丰富了水电系统复杂模型的求解手段，最终保证梯级AGC能够迅速响应、合理分配、经济安全的应用于工程实际。成果已经切实应用于所依托的湖南省电网，经济和社会效益显著。. 已发表学术论文14篇，其中SCI检索5篇，EI检索10篇；获得授权专利2项，申请专利5项；获得国家软件著作4项；培养毕业博士2人，毕业硕士9人。