[发明专利]一种长期跨流域多梯级水电优化运行模拟方法

权利要求书

1.一种长期跨流域多梯级水电优化运行模拟方法，其特征在于包括以下步骤：

1)构建由目标函数及约束条件组成的长期水电群运行模拟模型；

1.1)建立长期水电优化运行模拟模型的决策变量；

1.2)建立长期水电群运行模拟模型的目标函数；

1.3)建立长期水电群运行模拟模型的约束条件；

2)对长期水电群运行模拟模型进行简化与求解：

2.1)对水电出力转换函数进行非线性处理；

2.2)处理水库与水库之间、水库与机组之间的空间拓扑联系；

2.3)采用已有混合整数规划算法求解长期水电群运行模拟模型，实现模拟长期跨流域多梯级水电优化运行；

所述步骤1.1)中，长期水电群运行模拟模型中的决策变量分为五种：P_i^t为水电机组i在t时段的出力，单位MW；为水电机组i在t时段的发电用水量，单位m³；为水库k在t时段的库容，单位m³；为水库k在t时段的用水量，单位m³；为水库k在t时段的弃水量，单位m³；

所述步骤1.2)中，目标函数为：

其中，E为水电系统在模拟优化运行期内所有水电机组发电量，单位MW；Δ_t为系统每个计算时段的长度，单位小时；L为目标优化时段数，模型以月为计算时段；N为水电系统的水电机组数；

所述步骤2.2)中，采用矩阵的方式处理水库与机组之间、水库与水库之间的空间约束关系，设水库-机组关联矩阵A_R-U表示水库与机组之间的空间拓扑关系，若机组i,j处于水库r上，则关联矢量为：

则水库-机组关联矩阵为：A_R-U＝[a₁,a₂,...,a_R]^T；

其中R表示水库，U表示机组；设水库-水库关联矩阵A_R-R表示水库与水库之间的空间拓扑关系；若水库i是水库r的下游水库，则关联矢量为：

则水库-水库关联矩阵为：A_R-R＝[a₁,a₂,...,a_R]；

设则关联矢量a^*_R中非零元素所在位置就表示水库r的上游水库编号；则水库-机组用水平衡约束为：

其中，矩阵λ_R-R为元素组成的方阵；为水库R在t时段的用水量，单位m³；为水库R在t时段的弃水量，单位m³；

水量平衡约束为：

其中，I_k^t为水库k在t时段自然来水量，单位m3；矩阵λ_R-R为元素组成的方阵；

所述步骤2.1)中，采用离散库容的方法处理水电转换关系：在水库库容上下限范围内，将库容分成若干段，每段库容范围内用该段的平均库容进行计算；然后将机组出力转换为用水量的一元非线性函数，再进一步将出力-用水曲线线性化；

处于第k个水库的水电机组i的水电转换函数线性简化处理如下：

其中，λ_i,l表示第i台机组在第l段离散库容的发电效率；

设表示第i台机组在第l段离散库容的发电出力，则有：

其中M为数值很大的常量，当时，当时，