一种大中小型抽水蓄能参数化规划选址的方法与流程

本发明属于抽水蓄能规划选址，具体涉及一种大中小型抽水蓄能参数化规划选址的方法。

背景技术：

1、抽水蓄能具有绿色、低碳、清洁，电源可灵活调节等特点，可与风电、太阳能发电、核电等联合运行，因此，在保障电力系统安全运行和促进新能源大规模发展方面的重要性日益突出。

2、抽水蓄能规划选址是抽水蓄能电站纳规、发展、建设的重点工作，目前，主要依靠规划人员主观判断选址，工作流程复杂，工作量较大，难以将各种因素综合考虑，因此，具有选址效率低的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种大中小型抽水蓄能参数化规划选址的方法，可有效解决上述问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、本发明提供一种大中小型抽水蓄能参数化规划选址的方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，获取选址区域的数字化地形图；所述数字化地形图在每个格点具有数字高程数据；

5、步骤s2，确定选址条件，并将所述选址条件参数化；其中，所述选址条件包括距高比条件、死水位降幅条件、水头变幅条件及发电小时数条件；其中，所述距高比条件包括上下水库正常蓄水位高程值高差条件、上下水库选址距离条件、距高比限值条件和下水库正常蓄水位高程降幅值条件；所述死水位降幅条件包括上水库死水位降幅条件和下水库死水位降幅条件；

6、步骤s3，在所述数字化地形图中，信息数字化规划站址，包括：

7、步骤s31，结合地形的数字高程数据对站址库容量和围库条件的影响，选定上水库库址，确定上水库边界和上水库地形线标高，所述上水库地形线标高作为上水库正常蓄水位高程；

8、步骤s32，根据步骤s2确定的距高比条件，以步骤s31确定的上水库边界内的中心点作为上水库选址点，采有欧布搜索算法，搜索出满足所述距高比条件的多个下水库库址；

9、步骤s321，在所述上水库边界内，采用空间几何算法计算出上水库边界内重心点，作为上水库选址点；

10、步骤s322，根据上下水库正常蓄水位高程值高差条件，确定下水库正常蓄水位高程范围；根据上下水库选址距离条件和距高比限值条件，在下水库正常蓄水位高程范围内，确定满足上下水库选址距离条件和距高比限值条件的下水库选址距离；

11、步骤s323，以所述上水库选址点为圆心，以所述下水库选址距离为半径，确定下水库选址边界圆；

12、在所述下水库选址边界圆中，以地形纬度y值最小值、经度x值中间值进行逆向筛选，得到在所述下水库正常蓄水位高程范围内的多个下水库地形线标高点；每个下水库地形线标高点的高程，作为下水库正常蓄水位；

13、步骤s324，对于各个位于所述下水库选址边界圆的下水库地形线标高点，根据边界生成条件，生成多个下水库边界，每个下水库边界的中心点为下水库选址点；其中，所述边界生成条件为：下水库之间相邻关系满足条件，并且，相邻下水库的交叉界面，禁止出现高于下水库正常蓄水位的点；

14、步骤s4，确定下水库库址筛选条件，结合步骤s2确定的死水位降幅条件、水头变幅条件及发电小时数条件，对步骤s324得到的多个所述下水库选址点进行筛选，得到满足筛选条件的下水库选址点。

15、优选的，步骤s1具体为：

16、根据地理信息系统、测绘几何数据和信息共享平台的数字高程数据，对数字高程数据进行拼接、抽稀一体化处理，得到满足精度要求的数字高程数据，所述数字高程数据采用地形多段线或曲面形式显示在所述数字化地形图。

17、优选的，步骤s2中，所述选址条件包括：上下水库正常蓄水位高程值高差最小值，上下水库选址距离最大值，依次智选每个下水库正常蓄水位高程降幅值；或者，设定距高比最大值，下水库正常蓄水位高程降幅量。

18、优选的，死水位降幅条件、水头变幅条件及发电小时数条件：

19、设定上水库死水位降幅条件为上水库死水位降低幅度值；在确定上水库正常蓄水位高程后，减去上水库死水位降低幅度值，得到上水库死水位高程值；

20、设定下水库死水位降幅条件为下水库死水位降低幅度值；在确定下水库正常蓄水位高程后，减去下水库死水位降低幅度值，得到下水库死水位高程值；

21、所述水头变幅条件包括：额定水头阈值范围、最高扬程/最小水头比值；其中，最高扬程/最小水头比值，为水泵水轮机在不同额定水头条件下的设备技术参数阈值；

22、所述发电小时数条件，为数字高程数据边界范围内的允许发电用时，该发电小时数结合额定水头得到额定流量，用于水库装机量分析。

23、优选的，步骤s4具体为：

24、步骤s41：确定上下水库调节库容量：

25、根据上水库库址、上水库正常蓄水位高程和上水库死水位高程值，基于地形数据得到上水库正常蓄水位面积及上水库死水位面积，从而得到上水库调节库容量量；

26、根据下水库库址、下水库正常蓄水位高程和下水库死水位高程值，基于地形数据得到下水库正常蓄水位面积及下水库死水位面积，从而得到下水库调节库容量量；

27、步骤s42：确定库址方案额定流量：

28、步骤s421：计算额定水头值：

29、h最大水头＝h上水库正常蓄水位高程-h下水库死水位高程值；

30、h最小水头＝h下水库正常蓄水位高程-h上水库死水位高程值；

31、h额定水头＝0.33*(h最大水头-h最小水头)+h最小水头-3；

32、其中：h上水库正常蓄水位高程代表上水库正常蓄水位高程；h下水库正常蓄水位高程代表下水库正常蓄水位高程；h上水库死水位高程值代表上水库死水位高程值；h下水库死水位高程值代表下水库死水位高程值；h最大水头代表最大水头值；h最小水头代表最小水头值；h额定水头代表额定水头值；

33、步骤s422：设定抽水蓄能电站设计装机量，结合所述额定水头值，得到库址方案额定流量；

34、步骤s43：确定发电调节库容量：

35、根据所述发电小时数条件，结合所述库址方案额定流量，得到发电调节库容量；

36、步骤s44：确定上下水库开挖调节库容量：

37、根据步骤s41确定的上水库调节库容量及步骤s43确定的发电调节库容量，得到上水库达到发电调节库容量所需的上水库开挖调节库容量；

38、根据步骤s41确定的下水库调节库容量及步骤s43确定的发电调节库容量，得到下水库达到发电调节库容量所需的下水库开挖调节库容量；

39、步骤s45：对下水库库址筛选，包括：

40、步骤s451：对于每一个下水库库址，采用步骤s421，计算得到额定水头值；判断计算得到的额定水头值是否满足设定的所述额定水头阈值范围，如果不满足，则直接舍弃该下水库库址；如果满足，则进一步判断是否满足设定的所述最高扬程/最小水头比值，如果不满足，则直接舍弃该下水库库址；如果满足，则执行步骤s452；

41、步骤s452：根据允许开挖调节量条件筛选：

42、设定抽水蓄能电站设计装机量值，结合工程施工因素设定上下水库开挖调节库容允许最大值，推算满足设计装机量的上下水库开挖量，筛选出满足条件的下水库库址方案；

43、步骤s46：自主反算筛选可用装机量：

44、设定上下水库可施工的开挖调节库容量，根据步骤s41得到的上下水库调节库容量，取min(上水库调节库容量+上水库可施工的开挖调节库容量，下水库调节库容量+下水库可施工的开挖调节库容量)获取自主反算的发电调节库容量，进而反算出库址方案额定流量；其中，min(上水库调节库容量+上水库可施工的开挖调节库容量，下水库调节库容量+下水库可施工的开挖调节库容量)的含义为：令上水库调节库容量+上水库可施工的开挖调节库容量＝c1；下水库调节库容量+下水库可施工的开挖调节库容量＝c2；取c1和c2的较小值，作为发电调节库容量；

45、根据反算到的库址方案额定流量，结合步骤s421得到的额定水头值，反向推算出选定下水库库址方案的可用装机量值，以供站址筛选。

46、本发明提供的一种大中小型抽水蓄能参数化规划选址的方法具有以下优点：

47、本发明的一种大中小型抽水蓄能参数化规划选址的方法，能够将距高比、死水位降幅、水头变幅及发电小时数等选址条件参数化，结合欧布路径算法在地形数据上智选出规划选址，提升效率，减轻定性定量工作量，且可根据允许开挖调节量条件筛选、自主反算筛选可用装机量，采用结合上水库、下水库库址数据及施工条件，进一步筛选出满足条件的库址，可大范围推广中小装机量方案，提升市场化意义。