[發明專利]一種梯級水電站發電預計劃優化方法

在審

• 申請號: 201911016685.8
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110717840A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 李基棟;王琴慧;吳玉強;高路;劉星;漆力健;盧修元
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06F30/20;G06Q10/06;G06F119/22
• 代理公司: 51241 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李鵬

本發明涉及一種梯級水電站發電預計劃優化方法，外層尋優過程實現梯級總蓄能的最大；內層優化實現給定梯級電站日初末水位及入流過程后的日總負荷最大化尋優計算，采用簡便的定出力與逐步優化算法結合的優化算法；組合內外層優化的嵌套耦合。本發明通過嵌套優化計算方式，避免了采用經驗系數對日總電量進行負荷分配，從而導致電站無法實現最優化運行的問題。通過在內層的短期優化運行方案中考慮不同流量級下流達時間的影響，規避了經驗系數分配法無法考慮流達時間影響的問題。

技術領域

本發明屬于水電站發電預計劃技術領域，具體涉及一種梯級水電站發電預計劃優化方法。

背景技術

由于河流的梯級開發方式，對于梯級同一業主且為同一并網點電站，在運行過程中很多時候梯級電站整體作為一個調度單元統一上報發電計劃，但由于近年水電棄水嚴重，因此在實際調度過程中，梯級電站的發電總量受到全網電量平衡的限制，往往小于根據實際來水能夠發出的電量，這種情況下梯級電站發電計劃形成主要通過四個過程實現：①梯級電站工作人員依據預測來水、中期調度的水量安排及檢修計劃安排等，向電力調度部門申報發電計劃，該計劃通常是中時間尺度的發電計劃，以周、日總發電量的形式存在；②電力調度中心根據市場電力需求預測及各發電主體效益均衡進行電力電量平衡后，確定對各梯級電站的電力電量需求，通常為日發電任務(總出力或日總電量)的形式，該日總發電量任務往往與步驟①中根據來水計算的發電量有較大差距。③梯級電站調度工作人員依據下達的發電任務根據一定的原則與方法擬定發電預計劃后上報電網。④電力調度部門審核各梯級電站上報的發電計劃，并進行相應調整，以單站或梯級96點負荷曲線的形式下達發電計劃。

在現行調度模式下，步驟③中根據電網下達的日總電量在梯級各電站之間的分配過程往往通過調度人員的經驗，根據一定的比例關系經驗值進行分配，這類人為分配的方式一般效率較低，且無法實現水能資源的合理利用，造成綜合耗水率較大，甚至上下游水量不匹配等問題。

梯級水電站日發電預計劃的優化編制通常根據預測來水與水庫水位控制計劃，以發電量最大、發電效益最大、調峰容量最大等優化準則從資源最大化利用的角度，建立優化數學模型，再采用數學規劃、智能算法等優化算法，優化計算得到梯級各站的次日或未來幾天內以15min為時段的梯級電站的負荷過程，是一個典型的“以水定電”的問題：通過預測來水情況，確定梯級電站的發電運行方式，并作為梯級水電站日發電計劃上報調度部門。

近幾年西南水電由于項目集中投產、外送通道建設滯后等原因，造成水電大量棄水，為此，電力電量平衡成為全網電力消納與發電企業效益均衡的重要邊界條件。因此，新形式下，原有“以水定電”的發電計劃編制模式不在適用。全網電力電量平衡之后，下達給梯級水電站的發電任務以日總電量的形式存在，發電計劃需要根據下達的日總電量、預測來水等情況進行編制，全網電力電量平衡后的發電預計劃編制是一個典型的負荷分配問題，與傳統的日96點負荷過程在梯級各電站之間的分配過程不同，是時段總電量在梯級各電站之間的負荷分配問題，已有研究成果少有對這類問題的研究，提出此類問題可以采用啟發式負荷分配算法解決，但未給出實例佐證，同時該方法無法解決日總電量分配后的梯級各站優化方案的制定，因此在實際處理中，需要根據實際情況構造新的計算方法才能解決該類問題。

實際操作過程中，主要依據調度人員的經驗進行電量分配與方案編制，其過程如下：

(1)調度人員依據梯級電站的綜合耗水率經驗比值確定日總電量在梯級各電站間的分配。如四川省水洛河流域目前已投產固滴、寧朗、撒多三電站，在實際調度運行過程中，日總發電任務下達后，日發電量扣除固滴按照發電能力滿發，剩下的按照1：1.5的經驗系數分配至各電站。

(2)根據各電站分配的電量及預測來水情況，依據決策支持系統或結合以往調度運行經驗，確定電站日內96點的運行過程，并作為發電與計劃上報調度部門審批。