[发明专利]考虑灵活性的水库发电优化调度方法

说明书

本发明提供了一种考虑灵活性的水库发电优化调度方法，能够在水库优化调度过程中兼顾发电效益和灵活性，其特征在于，包括以下步骤：步骤一.使用柔性指数表示入库径流的不确定性，将入库径流表示为一个区间形式；步骤二.建立兼顾发电效益与灵活性的双目标优化模型：发电效益目标为调度期内入流最劣情况下总发电量最大，灵活性目标为柔性指数最大；步骤三.求解双目标优化模型，使用约束法将灵活性目标转化为约束条件，然后使用动态规划方法求解；或者使用多目标智能算法求非劣解集。

技术领域

本发明属于水库调度领域，具体涉及一种考虑灵活性的水库发电优化调度方法。

技术背景

发展水力发电是缓解未来能源危机，改善能源结构的一个重要举措。水库优化调度是是根据水库的调蓄能力，利用优化调度理论对出库径流过程进行调节，从而实现防洪、发电、灌溉、航运等综合效益的最大化。但是水库实际调度过程中使用的入库流量是由预报得到的，因此在水库优化调度是应考虑入库径流过程的不确定性。水库调度的灵活性(柔性)是指水库应对不确定因素(入库径流不确定性等)的适应能力，提高调度过程的灵活性可以大大降低不确定性因素对水库运行的影响。在水库优化调度中兼顾灵活性和发电效益具有重要现实意义。

传统的确定性优化调度模型未能充分考虑入库径流的不确定性，而随机优化模型过度依赖于对不确定因素分布类型及分布函数的假设。然而由于气候变化和人类活动的影响，入库径流的分布类型和分布函数将越来越难以预测。因此，如何在入库流量不确定的情况下提高水库发电量和灵活性是一个需要解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种考虑灵活性的水库发电优化调度方法，能够在水库优化调度过程中兼顾发电效益和灵活性。

本发明为了实现上述目的，采用了以下方案：

本发明提供了一种考虑灵活性的水库发电优化调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一.使用柔性指数表示入库径流的不确定性，将入库径流表示为一个区间形式；

入库径流表达式为：

式中：T为水库调度时段数；I_t为时段t的入库流量；为时段t的入库流量预测值；和为最大偏移量；μ为柔性指数；

步骤二.建立兼顾发电效益与灵活性的双目标优化模型；

发电效益目标为调度期内入流最劣情况下总发电量最大，计算式为：

灵活性目标为柔性指数最大，表达式为：

max μ

式中，N_t为时段t的出力；Δt为时段长度；

约束条件为：

式中，v_t+1和v_t分别为时段t+1和时段t开始时库容；q_t为时段t出库流量；v_max和v_min分别为允许的最大和最小库容；q_max和q_min分别为允许的最大和最小出库流量；N_max和N_min分别为最大和最小出力；

步骤三.求解双目标优化模型，使用约束法将灵活性目标转化为约束条件，然后使用动态规划方法求解；或者使用多目标智能算法求非劣解集。

本发明提供的考虑灵活性的水库发电优化调度方法，还可以具有以下特征：在步骤一中：首先，采用数理统计模型或者物理模型预测未来的入库径流过程然后，设置入库流量的最大偏移量和最后，利用柔性系数μ(0≤μ≤1)将入库流量表达为区间形式。