[发明专利]一种基于参考线的并联水库确定性优化调度方法

摘要

本发明公开了一种基于参考线的并联水库确定性优化调度方法，属于水利电力技术领域；本发明包括以下步骤：(1)确定调度期；(2)建立水库群确定性长期优化调度发电量最大模型；(3)确定水库群初始参考线和初始调度方案；(4)判断初始调度方案是否可行。本发明将水库最小决策限制线和防弃水线结合起来使用，可准确确定水库增发单位出力引起的不蓄电能损失值(K值)计算的起始和终止时刻，不要求各水库使用统一的调度起始和终止时刻，避免了各水库蓄、供水期划分的不同对调度结果的影响；将专家经验和水库调度理论相结合，避免了水库群调度“维数障碍”问题，适用于大规模并联水库群优化调度。

主权项

1.一种基于参考线的并联水库确定性优化调度方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤(1)，设置调度期，将所述调度期均匀划分为T个等间距的时段,其中T为正整数；设置所述并联水库调度期内的初始条件和约束条件；所述初始条件包括水库调度期期初蓄水状态、期末蓄水状态和调度期内各时段入库流量；所述约束条件包括水库蓄水量约束、出力约束、出库流量约束以及水量平衡方程；步骤(2)，根据所述并联水库中各水库的库容特性曲线、尾水关系曲线、水库优化调度的目标函数和所述约束条件，建立水库群长期优化调度发电量最大模型：Nm,t＝KmQm,tHm,t其中，E表示水库群全时期最优发电量；Nm,t、Qm,t和Hm,t分别表示t时段水库m的出力、发电流量和发电水头；Km表示水库m的综合出力系数，M为水库总数，Δt表示时段步长；步骤(3)，确定所述各水库的初始参考线，包括确定所述各水库的防弃水线和最小决策限制线；步骤(4)，以所述各水库的初始参考线为其初始调度线，根据入库流量信息和水量平衡方程从前往后逐时段递推至最后一个时段，计算所述各水库各时段的出库流量和出力值，直至所有水库计算完毕，统计所述并联水库各时段的总出力值；步骤(5)，从前往后逐时段检查所述并联水库各时段的总出力值是否大于保证出力，是，则转下一时段；否，则计算不足出力并按所述并联水库不蓄电能损失最小原则调整所述各水库的时段出力值，调整完毕后根据调整后的所述各水库的蓄水状态按所述步骤(3)所述方法调整后续时段所述各水库的最小决策限制线，调整完毕后转下一时段；调整最小决策限制线的过程一直持续至调度期末；根据等微增率原理，调整后所述各水库增发单位出力引起的不蓄电能损失值，即K值，应大致相当；以待调整时段t0所述各水库调整出力之后的K值为搜索变量，以t0时段各水库调整之后的出力总和等于保证出力为搜索条件采用一维搜索方法调整所述各水库的初始参考线；步骤(6)，输出所述各水库调整后的参考线和各时段出力值；所述步骤(3)包括以下子步骤：(3‑1)以减少弃水能为原则确定所述各水库的防弃水线，其包括以下子步骤：(3‑1‑1)已知所述并联水库中的某一水库一个时段的时段末蓄水状态和入库流量信息，令所述时段出库流量等于水轮机最大过流，由水量平衡方程求得所述某一水库所述时段初的蓄水状态；(3‑1‑2)根据所述某一水库所述时段初的蓄水状态、时段末的蓄水状态、入库流量和最大容许出力，计算求得所述某一水库的弃水流量，若所述弃水流量大于零，则减小所述某一水库的出库流量使得所述弃水流量为零，并根据所述水量平衡方程重新计算所述时段初的蓄水状态，若所述弃水流量等于零，则所述时段初的蓄水状态取所述步骤(3‑1‑1)所求得的值，将计算得到的所述时段初的蓄水状态作为上一时段末的蓄水状态；(3‑1‑3)按所述步骤(3‑1‑1)和(3‑1‑2)从调度期末递推计算至调度期初，得到所述某一水库的一条蓄水过程线；(3‑1‑4)对(3‑1‑3)所述蓄水过程线从调度期初至调度期末逐时段检查是否有弃水发生，若各时段均无弃水，则所述蓄水过程线即为所述某一水库的防弃水线；若某时段有弃水发生，则进行相应调整，使弃水集中在最后一个或若干个时段，调整后的蓄水过程线即为所述某一水库的防弃水线；(3‑1‑5)按所述步骤(3‑1‑1)～(3‑1‑4)的方法求得所述各水库的防弃水线；(3‑2)根据保持高水位运行以减少不蓄电能损失的原则，确定所述各水库的最小决策限制线，其包括以下子步骤：(3‑2‑1)根据所述并联水库中的一个水库某一时段初的蓄水状态和入库流量信息，计算求得所述一个水库所述某一时段的最小出力对应的出库流量，并与最小下泄流量比较，取两者中较大者作为所述一个水库所述某一时段的出库流量，根据水量平衡方程获得所述一个水库所述某一时段末的蓄水状态，并将其作为所述一个水库所述某一时段的下一时段初的蓄水状态；(3‑2‑2)按所述步骤(3‑2‑1)从调度期初递推计算至调度期末，得到一条蓄水过程线，即为所述一个水库的最小决策限制线；(3‑2‑3)按所述步骤(3‑2‑1)和(3‑2‑2)的方法求得所述各水库的最小决策限制线；(3‑3)对所述一个水库相同时刻的所述防弃水线和所述最小决策限制线的蓄水状态值取小，获得一条蓄水过程线，作为所述一个水库的初始参考线；(3‑4)按步骤(3‑3)的方法求得所述各水库的初始参考线；所述步骤(5)中所述各水库K值计算包括以下子步骤：(5‑1)确定所述各水库K值计算的起始时段和终止时段；所述各水库K值计算的起始时段取待调整时段t0；所述各水库K值计算的终止时段的确定包括如下步骤：(5‑1‑1)计算所述各水库t0时段增发单位出力后的时段末蓄水状态；根据所述各水库t0时段初的蓄水状态、入库流量和出力值以及水量平衡方程计算所述各水库t0时段末的蓄水状态；(5‑1‑2)根据步骤(5‑1‑1)所得所述各水库t0时段末的蓄水状态，按步骤(3‑2)的方法重新计算所述各水库从t0+1时段末至调度期末的最小决策限制线，设其与所述各水库的防弃水线相交于时段t1，则时段t1即为所述各水库K值计算的终止时段；(5‑2)计算所述各水库t0时段增发单位出力后在t0时段至t1时段内总的不蓄电能损失值，即为所述各水库的K值；所述各水库中任一水库某一时段的不蓄电能损失值为所述任一水库所述某一时段的水头减少量与入库流量的乘积。