[发明专利]一种水电站优化调度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水电站优化调度的方法,属于水力发电技术领域。

背景技术

随着目前国内梯级水电站群规模的日益扩大以及流域集中管控模式的日益推广，水电站优化调度已经从以往的中长期优化调度逐步向短期优化调度、实时优化调度发展，对求解方法的实时性提出了较以往更高的要求。现有的各种求解方法已经越来越难以满足实际应用的快速求解需求，本发明着重提高水电站优化调度求解速度，解决现有求解方法无法满足应用实时性的问题。

目前水电站优化调度的求解方法主要包括两大类。第一类是动态规划算法以及各类改进动态规划算法，其中的改进算法主要是增量动态规划算法、逐步优化算法和动态规划逐次逼近算法，第二类是群智能优化求解算法，主要包括遗传算法、粒子群算法等。

群智能优化算法的求解效果有赖于合理的计算参数，并且无法确保每次均收敛于同一个解。因此，群智能优化算法求解水电站优化调度问题尚集中在理论研究领域。目前实际工程应用中绝大部分还是采用增量动态规划算法、逐步优化算法和动态规划逐次逼近算法。

本发明基于现有的动态规划逐次逼近算法，因此与该计算方法最为接近。动态规划逐次逼近算法求解水电站优化调度问题主要步骤如下：

1)根据调度期时长、计算精度要求，选择出力计算公式P＝AQH（P为有功出力，A为电站出力系数，Q为发电流量，H为发电水头）或厂内经济运行模型作为水电转换关系，用于在计算效益函数时将可用水量转化为相应的有功出力和电量；

2)拟定调度时段长△T，将调度期划分为若干个调度时段，将水电站优化调度问题转化为适用于动态规划求解的多阶段优化问题；

3)建立水电站优化调度数学模型，水电站优化调度数学模型的目标函数f(x)通常为发电量最大或发电效益最大。

f(x)=MaxΣt=1TΣi=1NPit·ΔT]]>

上述公式是目标为最大发电量的水电站优化调度模型，其中为第i个电站第t个时段的有功出力，为第i个电站第t个时段的蓄水量，为第i个电站第t个时段的发电流量，为第i个电站第t个时段的最大蓄水量，为第i个电站第t个时段的最小蓄水量，为第i个电站第t个时段的最大发电流量，为第i个电站第t个时段的最小发电流量，为第i个电站第t个时段的最大有功出力，为第i个电站第t个时段的最小有功出力。

4)选取各时段初蓄水量作为状态变量和决策变量，根据调度时段长选取合适的库容等分数，并利用该参数离散化水库的最大库容V_i，max和最小库容V_i，min，形成网格寻优空间；

Div＝INT((V_i,max-V_i,min)/(Q_db·△T)+1)

式中，Q_db为流量调节死区，INT表示取整，Div为库容等分数。

5)利用调度期初蓄水量调度期内的入库流量以及各时段的各类约束条件，利用水量平衡方程及步骤(1)中选定的水电转换关系进行静态可行决策空间搜索，具体计算流程见图1；

6)对首级水电站的第一个时段进行寻优计算，分别假定时段末库容其中k=1,2,…,Div。若时段末库容不在该时段末静态可行决策空间之内，则将该时段的时段效益置为-1。否则根据时段初库容时段预报入库流量和假定的时段末库容利用步骤(1)选定的水电转换关系计算时段效益k＝1,2,…,Div；