[发明专利]一种龙头水库调节补偿效益核定方法

说明书

本发明涉及一种龙头水库调节补偿效益核定方法，龙头水库电站对径流式电站i的补偿效益按照以下公式计算：其中i为电站编号，P_icom为龙头水库电站对第i个电站的补偿效益(元)，V_r为龙头水库的调节库容(m³)，δ_i为第i个水电站综合耗水率(m³/kWh)，c_i为电站i的电价因子(元/kWh)，K_i为库容补偿指数。本发明结合径流补偿的基本原理，提出了调节库容法，该方法具有原理简单、计算简便等优势，克服了传统方法的模型复杂、求解流程繁琐、不适用于电力市场环境等缺陷，库容补偿指数考虑了径流丰枯和电力供需形势的影响，能够适应电力市场环境，更符合实际。

技术领域

本发明属于水库电站的调节补偿效益计算技术领域，具体涉及一种龙头水库调节补偿效益核定方法。

背景技术

随着流域梯级开发格局的形成，梯级上下游各站之间建立起强耦合的水力电力联系，水电站的建成投产改变了整个流域的径流分布规律，水库“丰蓄枯用”的运行方式降低了径流年内分配的不均衡性。尤其是大型的控制性水库，其巨大的库容对流域的水能利用、径流、洪水都有很好的调控作用。龙头水库具有较好的容量效益，水库的建成投产及其运行方式的变化，都将影响其下游电站的利益。这种利益的变化就是龙头水库对下游电站的调节补偿效益。虽然国内外学者针对龙头水库的调节补偿效益进行了卓有成效的研究，也提出了“有、无”龙头水库法和梯级联合运行法来核定龙头水库调节补偿效益，但这两种方法都具有模型结构复杂、计算流程繁琐等缺点，且求解算法都具有较高的时间复杂度和空间复杂度，计算工作量巨大，甚至需要借助计算机软件来完成。加之，随着电力市场的日臻成熟和供需形势的变化，调节补偿效益面临着多重不确定性，原有计算方法不再适用。

现有的算法之一，“有、无”龙头水库法，“有、无”龙头水库法主要是按上游有、无龙头水库两种情况对径流进行调节计算，进而将下游电站的电量产出增量作为龙头水库的调节补偿电量。目前比较常用的是梯级优化计算法，即分别在有、无龙头水库两种情况下，按照资源充分利用的准则，以流域梯级的电量产出最大化和最大化最小出力为优化目标函数，以各站水量平衡、水位限制、出力限制、下泄流量限制等为约束条件，计算流域梯级的发电曲线，最后下游受益电站的两个电量过程作差，即得到龙头水库对该电站的调节补偿电量。

“有、无”龙头水库法存在以下缺点：

1.计算方法复杂

“有、无”龙头水库法核定龙头水库的调节补偿效益是在龙头水库参与梯级联合调度和不参与梯级调度两种情况下梯级电站效益的差值，涉及到时段的累计、电站的累计、复杂的约束条件等，模型数量也并不单一。又存在计算时段的选取、上下游水流流达时间的确定等多个问题，这些都会引起对补偿效益的争议。在求解算法方面，主要有数学规划方法和智能算法两类。数学规划方法主要有线性规划、非线性规划、动态规划及其改进算法；智能算法主要有遗传算法和人工神经网络等。这些算法都具有较高的时间复杂度和空间复杂度，计算工作量巨大，尤其是智能算法单凭人工计算是无法完成的，需要借助计算机软件来完成。

2.以年为计算周期不尽合理

“有、无”龙头水库法核定龙头水库的调节补偿效益一般以年为计算周期，认为龙头水库对下游径流式电站在汛期和非汛期均具有一定的补偿作用。一般说来汛期由于水库蓄水大多数情况下导致下游电站减发电量，视为“负补偿”作用；非汛期充分利用调节库容有效蓄水量泄水发电，增加了下游电站的发电量，视为“正补偿”作用，但无论正负，都是龙头水库对下游电站的影响，因此以年为计算周期无可厚非。加之丰枯电价的政策使得下游电站高电价的枯期电量增加，低电价的汛期电量减少，从效益上讲，龙头水库对下游径流式电站电量结构的改变也是一种增效创收的行为，因此以年为计算周期也是合情合理。