[發明專利]一種水電站群電站與機組混合優化調度方法

有效

• 申請號: 201210563275.7
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103023073A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 程春田;戴建煒;武新宇;李澤宏;廖勝利;李樹山;張勇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;貴州烏江水電開發有限責任公司
• 主分類號: H02J3/46
• 分類號: H02J3/46
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

技術領域

本發明屬于水電調度領域，是一種根據調度要求的不同，可以部分電站機組發電流量作為決策變量，其他電站已電站發電流量作為決策變量，采用逐次逼近類方法進行混合水電站和水電機組對象的優化調度方法。

背景技術

水電站群短期優化調度一般包括兩種模式：（1）以水電站作為優化調度基本單元，將水電站各時段發電流量、末水位等作為決策變量，通過事先擬合的水電站最優動力特性曲線描述不同水頭和機組組合下，按照廠內經濟運行原理確定的機組間最優出力分配方式下，水電站出力與發電流量的關系；（2）以水電站機組作為基本單元，直接以各機組的出力和發電流量作為決策變量。前者因對機組間負荷分配問題的簡化，而具有應用范圍較廣的特點；而后者主要偏重于機組運行的經濟性，精細化的考慮水電站間的水力聯系、動力特性時的計算量大，主要應用于小規模系統，特別是單個水電站的優化調度問題。實踐中存在一個水電站群系統中部分電站需要以機組出力下達發電計劃，而其它電站則以總出力過程下達發電計劃，因此前述模式（1）不能滿足要求，而模式（2）則造成計算負擔過重，不利于應用。

發明內容

本發明目的在于建立一種混合水電站和水電機組對象的優化調度方法。

本發明適用于基于逐次逼近思想的求解方法，即依次以各電站或機組的發電流量為尋優對象，其他電站和機組的發電流量固定，逐步迭代至收斂。計算過程中依據優化算法和約束條件的不同各時段可采用以水定電、以電定水、定水位等基本方法：采用固定末水位的發電量最大等優化模型時，則決策變量發生變化的最后時段可能采用定水位方法，其他時段采用以水定電方法；不固定末水位的蓄能最大等，則可全部采用以水定電方法；在出力超限，需要重新計算發電流量時，采用以電定水方法。對于以總發電流量作為決策變量的電站，其計算方法與電站調控方法相同；而對于以機組發電流量作為決策變量的電站，這三種基本方法較以電站發電流量為決策變量是有較大不同，主要由于采用機組進行調控時，某一機組發電流量變化將影響其他機組的發電水頭，解決這一問題，則各種以電站為調控對象的逐次逼近優化算法便可順利應用。

本發明涉及的調控方法分為三種情況：

（1）電站調控階段采用以水電站總發電流量為決策變量的逐次逼近算法求解；

利用現有的各種逐次逼近算法，首先按照水電站調控模式進行水電站群優化計算初始解生成，并進行優化求解；對需要控制到機組的電站采用廠內經濟運行方法，以耗水量最小準則分配各時段各機組出力；分別依據調控是否需要細化到機組的要求，分別對不同電站以電站或機組為逐次逼近優化計算的基本單元，采用電站與機組混合的以電定水、以水定電、定水位調控方法進行優化調度計算。

（2）機組負荷分配階段采用動態規劃算法求解；以電站出力過程限制各機組升降趨勢，使其符合調度習慣。

（3）電站機組混合調控階段可根據不同要求采用電站總發電流量和機組發電流量為決策變量的逐次逼近算法求解。采用以機組為計算單元的以電定水、以水定電、定水位調節算法，結合常規以水電站為對象的水利計算方法，使得逐次逼近類方法可以順利應用。

本發明的技術方案如下：

一，調度電站調控階段：可采用以公開發表的各種基于逐次逼近思想的短期優化調度算法求解，以電定水、以水定電和定水位計算方法均為已有的水利計算方法。

二，調度機組負荷分配階段的計算方法，分為兩部分，具體如下：

第一部分：對于任一時段t，按以下方法確定面臨時段的開機機組組合及機組出力上下限。為保證機組出力結果是可用的，機組出力過程需要滿足爬坡上限、開機持續時段、停機持續時段、極值點持續時段、以及出力升降趨勢等運行約束，所以利用動態規劃分配任一時段的電站出力前，需要根據上述約束預先確定該時段開機機組組合及機組出力上下限。

（1）確定開機機組組合。若t時段電站出力，則t時段開機機組組合與t-1時段相同；若，且需要增加開機機組，則優先選擇耗水率小且已滿足停機持續時段要求的機組進行開機；若，且需要減少開機機組，則優先選擇耗水率大且已滿足開機持續時段要求的機組進行停機；

（2）以上述開機機組組合為基礎，確定機組出力上下限。若，則各機組的上下限均為本機組在t-1時段的出力；若，則任一k號機組的出力上下限按方法①確定；若，則任一k號機組的出力上下限按方法②確定；