[发明专利]一种考虑弃水风险的并联水电站蓄放水次序求解方法

权利要求书

1.一种考虑弃水风险的并联水电站蓄放水次序求解方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)弃水电量计算：为兼顾减少弃水和提高发电效益目标，考虑从当前时段开始，未来M天可能发生的最大弃水情况，原则上使预见期M天内弃水电量大的电站优先加大出力减少弃水，其他水电站优先蓄水；

Step1.1根据当前水位和水电站发电能力以及相关约束条件，由水量平衡方程取边界条件确定当前时段各水电站的最大可蓄水量，计算公式如下：

V_in,max＝V_max+V_out,max-V_start (1)

式中，V_in,max为最大总入库水量，即在不发生弃水情况下的最大可蓄水量；V_max为库容上限；V_out,max为最大总出库水量；V_start为时段初的蓄水量；

由公式(1)，求得当前时段的最大可蓄水量；最大总出库水量V_out,max取水电站在满发情况下，当前时段的总发电水量；

Step1.2确定当前时段可能出现的最大弃水量和弃水电量：由预报来水资料，计算当前时段产生的总入库水量，并与最大可蓄水量比较，若总入库水量大于最大可蓄水量，则在当前时段产生弃水，由下式计算水电站当前时段的弃水量；

式中，V_spill为弃水量；V_in为预报来水总量；

若将公式(2)计算的弃水量用于发电，求得由当前时段的弃水量可以产生的弃水电量，计算公式如下：

E_spill＝AHV_spill (3)

式中，E_spill为弃水电量；A为出力系数；H为当前时段发电水头；

Step1.3计算预见期M天内的总弃水电量：若前一时段产生弃水，则该时段的初始蓄水量V_start为水电站水位上限对应的库容；若前一时段无弃水产生，则该时段的初始蓄水量由前一时段初始蓄水量加上前一时段的预报来水量，减去前一时段的最大总出库水量，即电站满发的总发电水量计算得到；重复Step 1.1和1.2，计算预见期M天内每天的弃水量和弃水电量，并求和得到总弃水电量；

对于并联系统中的所有电站，均按照步骤(1)，分别求出其相应的弃水电量指标值；

步骤(2)不蓄能损失计算：当水电站加大出力时，会相应地损失一部分发电水头，这部分发电水头对后续时段产生的发电效益影响称为不蓄能损失；原则上使不蓄能损失小的电站优先加大出力，不蓄能损失大的水电站优先蓄水；

Step2.1计算水电站在当前时段增大单位出力后的水位变化情况，得到影响发电量的发电水头变化量Δz，计算公式如下：

式中，Δp为当前时段水电站出力变化量；Δq为水电站在出力变化Δp下的发电流量变化；A为出力系数；H为当前时段发电水头；V、V′分别为变化出力前后当前时段末的水库库容；Δz为当前时段变化出力后的水头变化值；f(*)为水位库容函数关系式；

Step2.2计算由水头变化量产生的发电量损失值，即不蓄能损失：不蓄能损失表征从当前时段开始，后续时段因为发电水头的损失而产生的发电量损失值；水头变化对发电量的后续影响时段，计算至水库蓄满达到最高水位或放空至最低水位；计算公式如下：

ΔE＝AΔzW (5)

式中，ΔE为当前时段加大出力产生的不蓄能损失值；W为后续时段发电总水量；其中，Q_n为n时段的发电流量平均值，t为当前时段数编号，T为加大或减小出力对后续发电量影响的时段数最大值，由水库的供需状态决定；

公式(5)中，总发电水量W由历史发电流量资料得到，具体做法为：从历史资料中每年的该时段开始，计算至水位达到最高或最低的时段消耗的发电总水量，取平均值得到后续影响时段的总发电水量；

对于并联系统中的所有电站，均按照步骤(2)，分别求出其相应的不蓄能损失指标值；

步骤(3)根据并联系统中求解得到的当前时段弃水电量和不蓄能损失两项指标进行蓄放水次序排序：

Step3.1生成优先加大出力排序表：优先考虑弃水电量，弃水电量大的水电站优先加大出力，当弃水电量相同时，比较不蓄能损失，不蓄能损失小的水电站优先加大出力，根据此规则生成优先加大出力排序表；

Step3.2生成优先减小出力排序表：与优先加大出力排序表同理，优先考虑弃水电量，弃水电量小的水电站优先减小出力，当弃水电量相同时，比较不蓄能损失，不蓄能损失大的水电站优先减小出力，根据此规则生成优先减小出力排序表；

步骤(4)利用蓄放水排序结果进行出力分配；生成优先加大和减小出力排序表后，根据排序结果对需要调整的系统负荷进行出力分配；

Step4.1为提高出力优化分配精度，将当前时段需要调整的系统总负荷分成N份，每次分配其中的一份出力；

Step4.2由步骤(1)～(3)计算当前时段各水电站的弃水电量和不蓄能损失值，并生成相应的蓄放水次序排序表；若需要加大出力，则按照优先加大出力排序表，将第一顺位的水电站加大N份中的一份出力，若该水电站由于约束条件不能加大出力，或只能加大部分出力，则对后一顺位水电站加大剩余出力，直至该部分出力完全分配完毕；若需要减小出力，按照优先减小出力排序表，同理按照本步骤方法分配第1部分出力；

Step4.3重复步骤(1)～(3)，重新计算系统中各电站的弃水电量和不蓄能损失指标值，按照Step4.2的方法分配第2份出力，经过N次出力分配，每次分配前更新蓄放水次序排序表，得到由蓄放水次序指导的负荷调整结果。