[发明专利]一种大规模水库群发电调度柔性优化方法与系统

说明书

本发明提出一种大规模水库群发电调度柔性优化方法与系统，通过将水库群中所有水电站不同时刻的水位值作为个体，并在水库水位值约束下随机初始化种群；计算当前种群中所有个体适应度值并更新种群中最优、次优和第三优个体位置，然后采用标准灰狼优化算法更新种群中个体位置；使用双曲线加速搜索策略并结合精英保留策略提高种群收敛速度；使用突变策略并结合精英保留策略增加种群多样性以防止陷入局部最优；将最后一次迭代中全局最优位置输出作为梯级水电系统的最优调度过程。本发明具有参数少、执行效率高，收敛速度快并能够有效避免陷入局部最优等优点，能够协调好梯级电站之间的协同关系，从而达到整个梯级系统效益最大化。

技术领域

本发明属于水资源高效利用与梯级水库群发电调度领域，更具体地，涉及一种大规模水库群发电调度柔性优化方法与系统。

背景技术

在电站实际运营中，以梯级水电站总发电量最大作为优化目标，综合考虑各电站需满足的水位、出力、带宽以及水量平衡等约束条件，得到最终的梯级水电群的最优调度过程，其数学表达式表示为：

式中：E梯级电站总发电效益；N为梯级电站数目；T为调度总时段数目；P_n,t为第n个电站第t个时段出力，Δ_t第t个时段小时数。

需要满足的约束条件如下：

(1)水量平衡约束：其中，V_n,t为第n个水电站在第t个时段的库容；q_n,t为第n个水电站在第t个时段的区间流量；I_n,t为第n个水电站在第t个时段的入库流量；O_n,t为第n个水电站在第t个时段的出库流量；Q_n,t为第n个水电站在第t个时段的发电流量；S_n,t为第n个水电站在第t个时段的弃水流量；U_n为直接连接在第n个水电站的上游电站数目。

(2)始末水库水位约束：其中，为第n个水电站在初始水位；为第n个水电站的期末水位。

(3)发电流量约束：其中，为第n个水电站在第t个时段的发电流量下限；为第n个水电站在第t个时段的发电流量上限；

(4)水头平衡约束：H_i,t＝(Z_n,t+Z_n,t-1)×0.5-d_n,t。其中，H_n,t为第n个水电站在第t个时段的水头；Z_n,t为第n个水电站在第t个时段的坝前水位；d_n,t第n个水电站在第t个时段下游水位。

(5)水电站出力约束：其中，为第n个水电站在第t个时段的出力上限；为第n个水电站在第t个时段的出力下限。

(6)水电站带宽约束：其中，为水电系统在第t个时段的带宽上限；为水电系统在第t个时段的带宽下限。

(7)水电站非线性约束：其中，和分别为第n个水电站水位-库容、出库流量-坝下水位、水头和发电流量-出力的特性曲线。