[發明專利]一種一洞多機的引水式水電站短期負荷分配方法

有效

• 申請號: 201810705752.6
• 申請日: 2018-07-02
• 公開（公告）號: CN108777496B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 廖勝利;程春田;武新宇;申建建;劉本希;李剛;趙宏燁
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 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

1.一種一洞多機的引水式水電站短期負荷分配方法，其特征在于，該方法通過兩階段建模實現，第一階段建立考慮持續時間約束的水電機組開停機優化模型，并應用逐步優化算法結合啟發式策略按照下述步驟(1)-(6)求得一洞多機的最優開機組合方式；以第一階段得出的最優開機組合方式為基礎，第二階段建立以電定水準則的負荷分配模型，即耗水量最小模型，采用動態規劃通過步驟(7)進行固定機組間的負荷最優分配；具體步驟如下：

(1)輸入系統負荷需求，尋找電站各時段滿足開機臺數約束的所有機組組合集合S′＝(S₁′,S₂′,...,S_t′,...,S_T′)，其中，S_T′為第T時段滿足開機臺數約束的機組組合；時段t機組組合其中為機組全組合數，M_n為隧洞n中機組數目，N為隧洞總數；

(2)通過系統負荷約束對集合S′中元素進一步過濾得到可行域S″＝(S″₁,S″₂,...,S″_t,...,S″_T)，其中S″_T為所有機組組合集合內第T時段滿足系統負荷約束的可行域機組組合；

(3)計算可行域S″中各時段各元素對應開機方式的組合振動區，判斷系統負荷是否落入振動區，如果落入，則刪除該元素，得到初始可行域S＝(S₁,S₂,...,S_t,...,S_T)，其中S_T為可行域機組組合內第T時段滿足的組合振動區約束的初始可行域機組組合；時段t的初始可行域其中u_n，t≤M_n,t，n為隧洞編號，N_t為時段t可參與運行的隧洞數目，u_n，t為隧洞n時段t實際開機數目，M_n,t為隧洞n在時段t的可用機組數目，U(i)代表滿足約束的開機組合集合，在S中每個時段找出一組機組組合，合成短期計算周期內的開機過程；

(4)通過啟發式策略求解滿足機組開停機持續時間約束的初始可行解S″′＝(S₁″′,S₂″′,...,S_t″′,...,S_T″′)，其中S_T″′為初始可行域內第T時段滿足機組開停機持續時間約束的初始可行解機組組合；當前一時段開機方式確定后，后一時段的求解范圍縮減；

(5)采用逐步優化算法對初始可行解S″′進一步求解，設置啟發式策略獲得的目標函數值為f₁、f₂；以S_t中第k個元素S_tk替換開機組合方式中時段t的元素獲得新的開機方式，判斷是否滿足持續時間約束，是，求解目標函數值為f₁′、f₂′，當f₁′f₁且f₂′f₂，替換原開機方式，并令f₁＝f₁′、f₂＝f₂′；否，則替換S_t中下一個元素并對目標函數值進行求解、判斷；

(6)逐時段對目標函數值進行求解、判斷，獲得開停機優化模型的最優開機組合方式S^*＝(S₁^*,S₂^*,...,S_t^*,...,S_T^*)，其中S_T^*為初始可行域內第T時段滿足機組開停機持續時間約束的最優機組組合；

(7)確定開停機優化模型機組開停機狀態后，進行固定機組間最優負荷分配；以投入機組的編號i為階段變量，i臺機組總出力為狀態變量，每臺機組的出力p_i,t為決策變量，工作流量Q_i(p_i,t)為代價函數，以耗水量最小為目標函數，應用動態規劃進行負荷分配。