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水 利 学 报

2021 年 8 月 SHUILI XUEBAO 第 52 卷 第 8 期

文章编号：0559-9350（2021）08-0936-12

耦合联动分析理论的多调峰指标水电短期调度模型

申建建 ，陈光泽 ，魏 巍 ，程春田 ，苗树敏 ，王 亮 2
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（1. 大连理工大学 水信息研究所，辽宁 大连 116024；2. 国网四川省电力公司电力科学研究院，四川 成都 610041）
摘要：构建适应性调峰模型是发挥水电优质调峰作用，动态适应不同电网负荷特点的关键问题之一。本文综合考
虑 4 种调峰压力指标，引入经济学联动分析理论对指标数据序列进行平稳性和因果关系检验，明了指标间的联动
变化规律，采用回归分析量化相互影响关系，以根据电网负荷需求自适应确定多调峰指标耦合建模方式，减小以
往主观选取调峰指标和权重系数可能产生的不利调峰结果影响。以某水电站参与省级电网调峰为例，给出了不同
典型日负荷、不同单一调峰指标模型的对比分析案例，结果表明通过多个调峰指标的联动分析构建发电优化调度
模型能够更客观地描述电网的综合调峰要求，与多个常规单一调峰指标优化模型相比，调峰结果得到显著改
善。
关键词：调峰；指标；联动分析；发电调度
中图分类号：TV697.1 文献标识码：A doi：10.13243/j.cnki.slxb.20201079

1 研究背景

［1］
加快用电侧电能替代、发电侧清洁替代是实现我国碳中和目标的重要途径 ，前者将促使用电负
荷快速增长、负荷特性发生持续变化、系统调节需求不断增大；后者会推动风、光等清洁能源进一
步大规模开发与集中并网，将加剧发电侧功率的波动频率与变化幅度，从而要求系统提供更多的灵
［2］
活性电源。水电作为我国第二大电源和规模最大的清洁能源，截止 2020 年底达到 3.7 亿 kW ，由于
优质的启停性能和爬坡能力，使其同时具备规模性和灵活性特点，成为未来很长一段时间内解决我
国电网普遍面临的尖峰电力短缺、负荷跟踪调节，以及数十亿千瓦级间歇性新能源集中消纳等突出
问题的现实和可靠选择 ［3-6］ ，为充分实现水电调节作用，持续深入研究调峰和灵活性调度运行理论与
技术就变得尤为重要和必要。
国内外有关水电和电网调峰与灵活性的研究一直是热点课题之一 ［7-8］ ，目前的研究成果大致可分
为两类：第一类研究聚焦储能系统建设及其调峰潜力 ［9-10］ ，比如抽水蓄能和化学储能等，其中抽水蓄
能技术严重依赖于合适的自然地理条件，而电化学储能在中国和世界装机规模都很小，尚无法满足
我国电力系统的大规模调节需求；第二类研究工作集中于常规电源如水电站和火电站的调峰优化调
度 ［11］ ，这类调峰方法多数以余留负荷为变量构建优化模型，即采用余留负荷的特定函数来描述电网
的调峰需求与调节效果，这方面成果包括以下几种。第一种模型是将余留负荷序列的最大峰谷差最
小作为线性化目标函数 ［12-13］ ，用以确定常规可调节电站的日前发电计划，该模型主要取决于优化过程
中余留负荷序列的最大值和最小值。与此不同，第二种模型是将余留负荷序列的均方差或者标准差
最小作为目标函数 ［14-15］ ，这类模型与整个调度期内所有余留负荷值相关，其主要作用是平滑余留负荷
曲线，以满足调峰要求。第三种模型采用了调峰电量最大目标 ［16］ ，其思路是最大限度地减少所有时

收稿日期：2020-12-28；网络首发时间：2021-06-01
网络首发地址：http：/kns.cnki.net/kcms/detail/11.1882.TV.20210531.1721.001.html
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基金项目：国家自然科学基金项目（52079014）；大连市青年科技之星项目（2019RQ004）
作者简介：申建建（1984-），副教授，博士生导师，主要从事水电调度、清洁能源消纳与电力市场研究。E-mail：shenjj@dlut.edu.cn
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