[发明专利]梯级水电站水库防凌库容优化配置设计方法

说明书

技术领域

本发明属于水利工程水电站优化设计技术领域，具体涉及一种梯级水电站水库防凌库容优化配置设计方法。

背景技术

随着梯级水电站水库综合利用任务日益繁重，跨省区电网互联、互供电交易规模的扩大，梯级水电调度出现多目标、多约束、诸多利益群体关系错综复杂的局面。水电调度运行方式安全性、经济性、合理性、合法性面临严峻挑战，对电网安全稳定高效运行和梯级水库水量统一调度管理工作构成重大影响。对于梯级水电站水库防凌安全问题，通过对水库的合理调度来调节河段凌汛情况具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种梯级水电站水库防凌库容优化配置设计方法，在保障梯级水库防凌安全的同时，兼顾电网安全运行需求，使梯级电站水能效益得到最大程度发挥。

本发明所采用的技术方案是，一种梯级水电站水库防凌库容优化配置设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立梯级水库优化模型

以调度期内梯级最小时段出力最大为优化目标，建立梯级水库优化模型目标函数：

max N=MinΣm=1MN(m,t)(t=1,2,L,T),]]>

其中，N为梯级最小时段出力；N(m，t)表示第m级电站第t时段平均出力；m和t分别为电站序号和时段序号；M和T分别为梯级电站总数和时段总数；

步骤2、将已知的梯级水库参数及初始状态等基本信息，输入到步骤1中得到的梯级水库优化模型目标函数中，设置该梯级水库的水力约束条件以及电力约束条件，得到梯级水库可行运行方式对应的多组各级水库水位组合；

将得到的梯级水库可行运行方式对应的多组各级水库水位组合，输入标准遗传算法进行优化计算，由标准遗传算法经选择、杂交、变异操作得到该多组各级水库水位组合对应的时段水位区间，再根据得到的多组时段水位区间中的最大值和最小值定义新的水位寻优空间，最终进行算法终止条件判断，如满足终止条件，则退出循环，并输出最优水位组合方式；如不满足终止条件，则将新的寻优空间重新输入标准遗传算法进行循环，直至满足终止条件并输出最优水位组合方式。

步骤2中，梯级水库的水力约束条件以及电力约束条件包括：

a水量平衡约束条件：

V(m，t+1)＝V(m，t)+(QI(m，t)-QO(m，t))×Δt，其中，QI(m，t)和QO(m，t)分别表示第m级电站第t时段入库、出库流量；V(m，t)和V(m，t+1)分别表示第m级电站第t时段末、时段初库容；

b蓄水位限制条件：

Z_min(m，t)≤Z(m，t)≤Z_max(m，t)，其中，Z(m，t)表示第m级电站第t时段水位，Z_max(m，t)和Z_min(m，t)分别表示第m级电站第t时段水位变化上限、下限；

c出库流量约束条件：

QO_min(m，t)≤QO(m，t)≤QO_max(m，t)，其中，QO(m，t)表示第m级电站第t时段出库流量，QO_max(m，t)和QO_min(m，t)分别表示第m级电站第t时段出库流量约束上限值、下限值；

d电站出力限制条件：

N_min(m，t)≤N(m，t)≤N_max(m，t)，其中，N(m，t)表示第m级电站第t时段出力，N_max(m，t)和N_min(m，t)分别表示第m级电站第t时段出力约束上限值、下限值；

e水位边界条件：