[發明專利]一種基于參考線的水電站確定性優化調度方法

有效

• 申請號: 201410826730.7
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104537577B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 伍永剛;徐囡;陳佳;劉興龍
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;G06Q50/06
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙)42224
• 代理人: 宋業斌

技術領域

本發明屬于水利電力技術領域，更具體地，涉及一種基于參考線的水電站確定性優化調度方法。

背景技術

水電站優化調度是一個典型的多目標、多階段非線性問題。在水電站長期調度中，通常建立發電量最大模型，并用動態規劃法及其改進算法進行求解，改進算法主要包括逐步優化法、動態規劃逐次逼近法、狀態逐密動態規劃法和增量動態規劃法等。這些方法雖然可以獲得最優解或近似最優解，但其本質上是窮舉法，優化結果可解釋性差，難以讓調度人員理解，且獲得的僅僅是問題的一個解而不是一套規則，指導能力有限。受水電站運行累積偏差、負荷需求偏差和徑流預報偏差的影響，水電站的運行狀態會偏離原最優方案，此時，原最優方案已喪失了最優性而不具有指導意義。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種基于參考線的水電站確定性優化調度方法。本發明將專家經驗和水庫調度規則融入方法本身，容易為調度人員理解并掌握；任意時刻可根據水電站當前蓄水狀態作出相應的決策，具有更強的可執行性和更大的指導意義。

本發明提供一種基于參考線的水電站確定性優化調度方法，包括以下步驟：

步驟1設置調度期，將所述調度期均勻劃分為T個等間距的時段，設置水電站調度期內的初始條件和約束條件，其中T為正整數；

步驟2根據水電站的庫容特性曲線、尾水關系曲線、水電站優化調度的目標函數和所述約束條件，建立水電站長期優化調度發電量最大模型；

步驟3確定防棄水線和最小決策限制線，包括以下子步驟：

(3-1)以減少棄水能為原則確定防棄水線，包括以下子步驟：

(3-1-1)已知一個時段末蓄水狀態和入庫流量信息，令本時段出庫流量等于水輪機最大過流，由水量平衡方程求得時段初蓄水狀態；

(3-1-2)根據所述時段初蓄水狀態、所述時段末蓄水狀態、所述入庫流量和最大出力，計算求得棄水流量，若所述棄水流量大于零，則減小所述出庫流量使得所述棄水流量為零，并根據所述水量平衡方程重新計算時段初蓄水狀態，若所述棄水流量等于零，則時段初蓄水狀態取所述步驟(3-1-1)所求得的值，將計算得到的時段初蓄水狀態作為上一時段末蓄水狀態；

(3-1-3)按所述步驟(3-1-1)和(3-1-2)從調度期末遞推計算至調度期初，得到一條水位過程線；

(3-1-4)對所述水位過程線從所述調度期初至調度期末逐時段檢查是否有棄水發生，若各時段均無棄水，則所述水位過程線即為防棄水線；若某時段有棄水發生，則進行相應調整，使棄水集中在最后一個或幾個時段，調整后的水位過程線即為所述防棄水線；

(3-2)根據水電站盡量保持高水位運行減少入能損失的原則，確定最小決策限制線，包括以下子步驟：

(3-2-1)根據一個時段初蓄水狀態和入庫流量信息，計算本時段最小出力對應的出庫流量，并與最小下泄流量比較，取兩者中較大流量作為本時段出庫流量，根據所述水量平衡方程獲得時段末蓄水狀態，并將其作為下一時段初蓄水狀態；

(3-2-2)按所述步驟(3-2-1)從調度期初遞推計算至調度期末，得到一條水位過程線，即為所述最小決策限制線；

步驟4當抬高水位引起的不蓄能增加比棄水能損失大時對所述防棄水線進行調整，使得不蓄能增加量與棄水能損失量的差值為0時結束調整，調整后的防棄水線即為水電站最優運行參考線；

步驟5獲得所述最優運行參考線以后，根據水電站時段初蓄水狀態、入庫流量和所述最優運行參考線，取本時段末蓄水狀態為最優運行參考線對應的本時段末蓄水狀態，計算出庫流量并與本時段最小出庫流量、最小出力對應的出庫流量進行比較，取較大流量作為本時段決策，并按照此決策運行至本時段末，后續時段按上述方法確定相應決策并運行，直至所述調度期末。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

(1)本發明將最小決策限制線和防棄水線結合使用，可達到在盡量不棄水的條件下盡可能抬高水電站發電水頭的效果，增加水電站發電量；

(2)以本發明獲得的是一套調度規則而不僅僅是一個發電計劃，以參考線為目標水位，任意時刻水電站均可根據當前水位作出最優決策，而不需要重做發電計劃，具有更強的可執行性和更大的指導意義；

(3)本發明將專家經驗和水庫調度規則融入方法本身，獲得的調度規則只有一條水位控制線，即參考線，用參考線指導水電站運行設計合理、操作簡單且易為調度人員理解并接受。

附圖說明