[發明專利]一種考慮水流延時連續變化的梯級水電站日優化調度方法

在審

• 申請號: 201710469670.1
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107368903A
• 公開（公告）日: 2017-11-21
• 發明（設計）人: 葛曉琳;鐘俊玲
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: G06Q10/02
• 分類號: G06Q10/02;G06Q50/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司31225
• 代理人: 趙志遠

技術領域

本發明涉及梯級水電站優化調度領域，尤其是涉及一種考慮水流延時連續變化的梯級水電站日優化調度方法。

背景技術

水電站群可以分為無水力聯系的跨流域和有水力聯系的梯級水電站水庫群。在同一流域中各個電站之間存在著復雜的水力關聯和電力關聯，單一電站的經濟運行不利于水能資源的充分利用和整體效益的提高。以流域、滾動、梯級開發為原則，以安全可靠、連續優質的運行條件為前提，更能合理、有效地利用水電資源，實現發電效益的最大化，促進水庫的綜合利用和整個流域可持續發展。

然而由于梯級水電站之間存在著水力、電力的聯系，梯級水電的運行方式較之前傳統的單個水電站更加靈活，也更加復雜。通常情況下，來自上游電站的出庫流量，經過一定時間的延時成為下游電站的入庫流量。因此水流延時是反映上下游耦合關系的重要變量。為了簡化計算，早期的數學模型中不考慮水流延時的影響，近期的研究則常常將水流延時考慮為常數，多數為整數常數。考慮水流延時的連續性，以及水流傳播曲線，實數模型和水流延時變化的范圍也逐漸被考慮到調度模型中，然而這些模型仍然是將水流延時作為常數參數。考慮到受上游電站出庫流量大小的影響，水流延時具有連續變化的特征，亟需研究更為精細的水流延時模型。

因此，急需一種新的梯級水電站日優化調度方法，既能夠充分考慮水流延時的連續變化，又能夠快速準確地獲得優化調度結果。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種水流延時描述細致、模型精確、收斂效果好、實用性強的考慮水流延時連續變化的梯級水電站日優化調度方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種考慮水流延時連續變化的梯級水電站日優化調度方法，包括以下步驟：

1)采用水流延時和下泄流量之間的非線性函數描述水流延時連續化的特征；

2)建立考慮水流延時的梯級水電站群日優化調度數學模型；

3)采用逐步優化算法結合混合整數規劃法對考慮水流延時的梯級水電站群日優化調度數學模型進行求解；

4)獲得梯級水電系統日優化調度的發電和水庫運行調度方案。

所述的步驟1)中，考慮水流延時的梯級水電站群日優化調度數學模型的目標函數為：

其中t和T分別時間索引和時段總數，j和J分別為機組索引和機組總數，為t時段的電價，為機組j時段t的功率，Δt為t時段包含的小時數。

所述的步驟1)中，考慮水流延時的梯級水電站群日優化調度數學模型的約束條件包括：

水庫間的水力耦合約束：

其中，k為水庫或水電站的索引，分別為水庫或水電站k在時段t的庫容、天然來水、下泄流量和上游水庫到達的流量，該上游水庫到達的流量經過一定的水流延時；

庫容約束：

其中，V_k為水庫或水電站k的庫容上下限；

其中，分別為水庫或水電站k時段0和T的庫容，分別為期初和期末庫容，其值由更長周期的發電調度所確定，通常是中期優化調度。

發電流量約束：

其中，為機組j時段t的發電流量，q_j分別為機組發電流量的上下限；

下泄流量約束：

其中，為水庫或水電站k時段t的棄水流量，j∈k表示機組j屬于水庫或水電站k；

水電機組出力約束：

其中，分別為機組j時段t的功率上下限，m為庫容分段編號，H_j,m為機組j的分段m對應的庫容，P_j,m分別為機組j庫容分段m對應的功率上下限，為機組j的額定功率容量；

發電曲線函數約束：

其中，l為發電曲線函數庫容分段編號，α_j,l、β_j,l為發電曲線的一次系數和常系數，H_j,l、H_j,l-1分別為機組j的分段l和l-1對應的庫容。

所述的步驟3)中，逐步優化算法的初值由前一日運行參數給定。

所述的水庫間的水力耦合約束中，上游水庫到達的流量包含所有與下游有直接聯系的上游水庫到達的流量，具體表示為：