[發(fā)明專利]耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調度方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911353986.X
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111126847B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發(fā)明（設計）人: 周建中;陳瀟;張余龍;曾德晶;朱錦干;紀傳波;盧程偉;覃暉;劉懿;何中政
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調度方法，其特征在于，包括：

S1.利用一維水動力過程演算方法刻畫梯級水庫的水力聯(lián)系，并以梯級水電站發(fā)電量最大為目標函數(shù)，構建基于水動力入庫流量演進的梯級水庫短期優(yōu)化調度耦合模型；

S2.針對上述水力聯(lián)系，利用DPSA-POA算法求解上述耦合模型，得到梯級水庫的優(yōu)化調度結果；所述調度結果包括壩前水位過程、出庫流量過程和出力過程；步驟S2包括：

S2.1.初始化梯級電站各水庫初始壩前瞬時水位過程；

S2.2.以壩前瞬時水位為狀態(tài)變量，確定其離散精度和尋優(yōu)范圍；

S2.3.以梯級水電站發(fā)電量最大為目標，根據(jù)梯級水庫的拓撲結構，從上到下逐時段依次對單個水庫的壩前瞬時水位離散點進行尋優(yōu)；每次進行單個壩前瞬時水位離散點的發(fā)電量計算時，固定其他水庫的壩前瞬時水位過程，同時調用水動力模擬方法更新下游水庫的入庫過程；

S2.4.遍歷完所有的壩前瞬時水位離散點即為一輪尋優(yōu)，判斷前后兩輪尋優(yōu)的梯級發(fā)電量變化是否小于預設精度；若變化量小于預設精度，則結束尋優(yōu)；若變化量大于預設精度，則返回執(zhí)行步驟S2.3。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調度方法，其特征在于，所述短期優(yōu)化調度耦合模型的目標函數(shù)為：

式中，E為梯級水電站發(fā)電量的最大值；K和T分別表示梯級水庫總數(shù)和調度時段總數(shù)；Q_i,t，H_i,t分別為水庫i在t時段的流量和水頭；N表示與Q_i,t和H_i,t對應的時段發(fā)電量。

3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調度方法，其特征在于，所述梯級水庫的水力聯(lián)系表達式為：

I＝f(Q,Z)

其中，I＝[I_i,1I_i,2…I_i,t]表示下游水庫的水動力模擬入庫過程；Q＝[Q_i-1,1Q_i-1,2…Q_i-1,t]表示上游水庫的出庫過程；Z＝[Z_i,1Z_i,2…Z_i,t]表示下游水庫的壩前時段平均水位過程，Z_i,t表示t時段水庫i的壩前平均水位過程，f表示針對特定河段所建立的水動力模擬函數(shù)。

4.一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調度系統(tǒng)，其特征在于，包括：

短期優(yōu)化調度耦合模型構建模塊，利用一維水動力過程演算方法刻畫梯級水庫的水力聯(lián)系，并以梯級水電站發(fā)電量最大為目標函數(shù)，構建基于水動力入庫流量演進的梯級水庫短期優(yōu)化調度耦合模型；

模型求解模塊，針對上述水力聯(lián)系，利用DPSA-POA算法求解上述耦合模型，得到梯級水庫的優(yōu)化調度結果；所述調度結果包括壩前水位過程、出庫流量過程和出力過程；所述基于所述梯級水庫的水力聯(lián)系，利用DPSA-POA算法求解上述耦合模型具體包括：

01.初始化梯級電站各水庫初始壩前水位瞬時過程；

02.以壩前瞬時水位為狀態(tài)變量，確定其離散精度和尋優(yōu)范圍；

03.以梯級水電站發(fā)電量最大為目標，根據(jù)梯級水庫的拓撲結構，從上到下逐時段依次對單個水庫的壩前瞬時水位離散點進行尋優(yōu)；每次進行單個壩前水位離散點的發(fā)電量計算時，固定其他水庫的壩前瞬時水位過程，同時調用水動力模擬方法更新下游水庫的入庫過程；

04.遍歷完所有的壩前瞬時水位離散點即為一輪尋優(yōu)，判斷前后兩輪尋優(yōu)的梯級發(fā)電量變化是否小于預設精度；若變化量小于預設精度，則結束尋優(yōu)；若變化量大于預設精度，則返回執(zhí)行步驟03。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調度系統(tǒng)，其特征在于，所述短期優(yōu)化調度耦合模型的目標函數(shù)為：

式中，E為梯級水電站發(fā)電量的最大值；K和T分別表示梯級水庫總數(shù)和調度時段總數(shù)；Q_i,t，H_i,t分別為水庫i在t時段的流量和水頭；N表示與Q_i,t和H_i,t對應的時段發(fā)電量。

6.根據(jù)權利要求4或5所述的一種耦合河道水動力過程的梯級水庫短期優(yōu)化調度系統(tǒng)，其特征在于，所述梯級水庫的水力聯(lián)系表達式為：

I＝f(Q,Z)

其中，I＝[I_i,1I_i,2…I_i,t]表示下游水庫的水動力模擬入庫過程；Q＝[Q_i-1,1Q_i-1,2…Q_i-1,t]表示上游水庫的出庫過程；Z＝[Z_i,1Z_i,2…Z_i,t]表示下游水庫的壩前時段平均水位過程，Z_i,t表示t時段水庫i的壩前平均水位過程，f表示針對特定河段所建立的水動力模擬函數(shù)。