[发明专利]一种大型混联水库群多目标蓄能调度图计算方法

说明书

本发明公开了一种大型混联水库群多目标蓄能调度图计算方法，包括根据混联水库群拓扑结构，获得与各水库有水量、水头联系的水库集合；确定混联水库群各水库各时段运行的水位上下限、出力和流量约束条件；分别对保证出力和最小下泄流量进行离散；对每一组保证出力和最小下泄流量离散值，构建混联水库群蓄能调度图；对每个混联水库群蓄能调度图进行模拟计算；对每一个最小下泄流量，构建多目标解空间，根据方案优选准则或实际调度准则，得到各最小下泄流量下的最佳调度方案。本发明对原有判别系数、水量平衡方程及蓄能计算公式进行改进，解决了混联水库群蓄能调度图绘制中存在的复杂水量、水头联系问题；同时实现了蓄能调度图与多目标调度的耦合。

技术领域

本发明属于水电能源优化运行和电力系统发电优化调度领域，更具体地，涉及一种大型混联水库群多目标蓄能调度图计算方法。

背景技术

蓄能调度图作为一种常规水库群联合调度工具，因其清晰的物理意义在水库群联合调度中得到了较为广泛的应用，但已有研究和应用主要集中在基于蓄供水判别式法的梯级水库蓄能调度图，对于既有串联水库、又有并联水库的大型混联水库群，未见相关研究成果。此外，和单库调度变量简单、目标单一不同，由多个水库组成的混联水库群需要实行统一调度、统一管理，往往具有维数大、目标多的特点。目前，已有关于水库群多目标调度的研究取得了一些成果，但已有相关研究也还存在一些不足，例如已有研究大多采用优化算法进行确定性的优化计算，以验证多目标求解方法的有效性，注重优化模型或算法的研究，没有关注优化结果的实用性，难以在实际调度中得到有效应用。此外，虽有部分研究提出了相应的调度方案或规则，具有一定的实际应用效果，但是已有研究很少关注多目标调度与蓄能调度图的结合问题。

不同于单纯的梯级水库蓄能调度图绘制，大型混联水库群多目标蓄能调度图绘制时考虑的因数众多，绘制过程更加困难和复杂，有如下两大难点：(1)混联水库群上下游水库间的水力关系相对于单纯的梯级水库而言更为复杂，其部分水库间直接或间接的存在水量、水头联系，而部分水库间又不存在水量、水头联系。因此，如何有效地将这复杂的水量、水头联系耦合到混联水库群蓄能调度图绘制与模拟的整个过程中，目前还没有较为成熟的方法解决该问题；(2)和单库调度变量简单、目标单一不同，由多个水库组成的混联水库群往往具有维数大、目标多的特点。因此，针对大型混联水库群的实际调度问题，如何将混联水库群蓄能调度图与多目标调度相结合，考虑防洪、发电(包括发电量，保证率及保证出力)及生态调度目标，提出适用于混联水库群的多目标蓄能调度图模型及其求解方法是目前的一大难点。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种大型混联水库群多目标蓄能调度图计算方法，旨在将混联水库群系统中各水库间复杂的水量、水头联系耦合到蓄能调度图绘制与模拟过程中，并将多目标调度问题与蓄能调度图相结合，得到适合于混联水库群的多目标蓄能调度图。

为实现上述目的，本发明提供了一种大型混联水库群多目标蓄能调度图计算方法，包括：

(1)根据混联水库群拓扑结构，获得各水库的S集合、DownRes集合和UpRes集合，并确定所述混联水库群各水库各时段运行的水位上下限、出力和流量约束条件；

其中，S集合是与当前水库有直接水量联系的上游水库编号集合，DownRes集合是当前水库及与当前水库有水头联系的下游水库编号集合，UpRes集合是不包括当前水库且与当前水库有水量联系的上游水库编号集合；

(2)根据系统初始保证出力，构建保证出力寻优区间，在所述保证出力寻优区间内对保证出力进行离散，得到多个保证出力离散值TN_i(i＝1,2,...,M)，并根据上游电站实际最小下泄流量数据，建立最小下泄流量寻优区间，并在所述最小下泄流量寻优区间内对最小下泄流量进行离散，得到多个最小下泄流量Q_j(j＝1,2,...,N)；

(3)对每一组保证出力和最小下泄流量离散值，根据所得S集合、DownRes集合、UpRes集合、水位上下限、出力和流量约束条件，构建混联水库群蓄能调度图；