Optimal Dispatch for Cross-regional Integration of Wind-PV-Hydropower Hybrid Systems Based on Cascade Hydropower Regulation

WANG Shilong; ZHANG Hanxiong; LU Jiachen; LI Fei; JIANG Yixiong; LI Ting; LI Wen

doi:10.20204/j.sp.2025.07004

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Optimal Dispatch for Cross-regional Integration of Wind-PV-Hydropower Hybrid Systems Based on Cascade Hydropower Regulation

MULTI-ENERGY COMPLEMENTARY DISPATCH AND CROSS-REGIONAL INTEGRATION | 更新时间：2025-10-24

- Optimal Dispatch for Cross-regional Integration of Wind-PV-Hydropower Hybrid Systems Based on Cascade Hydropower Regulation
- Vol. 53, Issue 7, Pages: 28-35(2025)
- 作者机构：
  
  1. 国网江西省电力有限公司九江供电分公司,江西,九江,332000
  2. 梯级水电站运行与控制湖北省重点实验室（三峡大学）,湖北,宜昌,443000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.20204/j.sp.2025.07004
  CLC：
- Published Online：20 July 2025，
  
  Published：20 July 2025
- 稿件说明：
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王仕龙,张汉雄,卢嘉琛,李飞,蒋易雄,李挺,李稳.基于梯级水电调节的风-光-水联合跨区消纳优化调度[J].智慧电力,2025,53(7):28-35.

WANG Shilong, ZHANG Hanxiong, LU Jiachen, et al. Optimal Dispatch for Cross-regional Integration of Wind-PV-Hydropower Hybrid Systems Based on Cascade Hydropower Regulation[J]. 2025, 53(7): 28-35.
王仕龙,张汉雄,卢嘉琛,李飞,蒋易雄,李挺,李稳.基于梯级水电调节的风-光-水联合跨区消纳优化调度[J].智慧电力,2025,53(7):28-35. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07004.

WANG Shilong, ZHANG Hanxiong, LU Jiachen, et al. Optimal Dispatch for Cross-regional Integration of Wind-PV-Hydropower Hybrid Systems Based on Cascade Hydropower Regulation[J]. 2025, 53(7): 28-35. DOI： 10.20204/j.sp.2025.07004.

摘要

“双碳”目标下我国能源结构正加速转型升级，新能源和新型电力系统成为社会关注的焦点。大规模风光能源跨区并网消纳，在满足直流通道直线化功率传输等约束时，考虑减小直流输电入网扰动，提出基于梯级水电调节的风-光-水联合优化三阶段调度方法。第一阶段，在送端基于梯级水电调节，构建了考虑受端电网负荷变化趋势的风光功率直线化分段调节多目标优化模型，满足直流传输直线化分段等约束，减小直流输电的入网扰动；第二阶段，构建受端电网与风-光-水联盟主从博弈模型，求解各自最优目标解；第三阶段，构建了基于纳什谈判的利润分配模型，以维系联盟合作机制的稳定。仿真算例结果说明，采用所提方法能提升调节资源利用效率，保证水电调节利益，促进新能源消纳。

Abstract

Under the “dual carbon”goals，China’s energy structure is undergoing accelerated transformation and upgrading，with renewable energy and new power systems becoming the focal points of societal attention. To address the large-scale cross-regional grid integration of wind and solar power while satisfying constraints such as linearized power transmission in DC channels and reducing grid disturbances from DC transmission，this paper proposes a three-stage optimal dispatch method for wind-PV-hydropower hybrid systems based on cascade hydropower regulation. Stage 1： At the sending end，a multi-objective optimization model is developed for the linearized segmented regulation of wind-PV power，incorporating load variation trends in the receiving-end grid and cascade hydropower regulation. This model ensures compliance with DC transmission linearization constraints and minimizes grid disturbances. Stage 2： A Stackelberg game model is established between the receiving-end grid and the wind-PV-hydropower alliance to solve for their respective optimal objectives. Stage 3： A profit allocation model based on Nash bargaining is constructed to maintain the stability of cooperative mechanisms within the alliance. Simulation results demonstrate that the proposed method enhances the utilization efficiency of regulation resources，safeguards hydropower regulation benefits，and promotes renewable energy integration.

关键词

Keywords

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