[发明专利]梯级枢纽联合调度中水流滞时问题处理方法

说明书

技术领域

本发明涉梯级枢纽联合调度领域，尤其是一种对梯级枢纽联合调度过程中水流滞时问题的处理方法。 

背景技术

随着我国三峡梯级、黄河上游梯级、金沙江梯级等一大批梯级航电枢纽的陆续建成和投入运行，制定梯级枢纽的联合调度方案，并按照该方案进行调度，成为了发挥其通航、发电等综合利用效益的关键。目前，国内外关注的枢纽群联合调度的目标主要是发电效益与防洪安全。随着水资源可持续发展观念的日益增强，综合考虑水资源、生态和环境的多目标调度问题，是近年来国内外研究的一大热点。 

进行梯级枢纽联合调度，如何实现对梯级枢纽间水流的滞后性技术难题的科学合理解决，是实现梯级枢纽联合优化调度预期目标的关键，尤其是在梯级枢纽短期联合发电优化调度与梯级通航枢纽航运效益最大化联合优化调度中。 

在梯级水电站群短期日优化调度中：梯级水电站群短期日优化调度是一个有后效性的高维、非线性的复杂系统寻优问题，电站间不仅存在水力联系，而且存在电力联系，致使在相邻调度期(日)间存在一定的水量和电量耦合；由于流量的滞后性，调度期内开始的部分时段来水量来自前一周期最后若干时段，而本周期最后若干时段的出库水量将流入后一周期。因此，本周期发电效益不仅要考虑周期内的既得效益，还要考虑来自前一周期转入效益和对后一周期的转出效益。如果忽视了滞后水量产生的能量，以调度期发电量最大为目标的梯级优化调度的结果必将是出力向调度期前段聚集，而后期出力较小，即本周期既得效益最大为目标并不是真正合理的优化运行方式。 

在梯级枢纽通航联合优化调度中：梯级通航枢纽联合调度，可以渠化河道，淹没险滩，提高枯水期枢纽泄流量，改善枢纽上下游口门区和引河道通航水流条件，提高通航保证率。与梯级枢纽联合发电或联合防洪调度不同，枢纽通航对口门区和河道流场水流特性的规范性要求决定了梯级通航枢纽联合优化调度的极端复杂性。通航调度枢纽泄流过程不仅要满足河道设计通航流量与设计通航水位的要求限制，而且对在上、下游口门区形成的流场及流速特性要求极为苛刻，不能有明显漩涡或横向流速超过内河河道通航设计标准0.3m/s，以保障船舶通航安全。因此在梯级通航联合优化调度中，对航道断面水位、尤其是口门区流速模拟精度都有极高要求，任何模型输入或计算误差都会对模拟精度带来极大影响，从而对传播通航安全带来威胁。 

目前，在梯级枢纽调度领域，科研人员常采用固定水流“滞时差”的方法（可参见袁晓辉,王乘,张勇传,等.水电系统短期经济运行的新方法［J］.水力发电学报,2006,25(4):1-5，以及吴杰康,郭壮志,秦砺寒等.基于连续线性规划的梯级水电站优化调度［J］.电网技术,2009,33(8):24-29），将上游梯级泄流作为下游梯级考虑相应“滞时差”后对应时段的入流过程。由于枢纽泄流过程的不均匀性以及河道对水体的坦化作用，采用固定“滞时差”的方法处理将不可避免带来模型输入误差，从而影响计算成果的精度和可靠性，也就直接影响到根据该计算结果实施的调度效果。相关科研人员也尝试采用解析函数法（参见邓先礼.时滞对梯级水电站经济运行的影响[J].重庆大学学报(自然科学版).1982(2):91-102）、非线性网络法（参见周任军,文炼红,袁世挺.水电系统及水库库群优化调度的非线性网络法[J].水电能源科学,1998,16(1):29-33）及其它相关方法（参见钟平安,张金花,徐斌,张梦然.梯级库群水流滞后性影响的日优化调度模型研究[J].水力发电学报,2012,3（4）:34-38；葛晓琳,张粒子.考虑水流滞时的梯级水电日优化调度模型[J].华东电力,2013,41（2）:0265-0269）处理上下游梯级的水力联系问题，但都没能从根本上消除梯级枢纽间水流滞后性对模型计算带来的输入误差。