[发明专利]一种控制水库水位变动频率的水电站长期优化调度方法

摘要

本发明涉及水力发电调度领域，公开一种控制水库水位变动频率的水电站长期优化调度方法。在以水库水位作为状态变量的动态规划方法中，引入表示水库水位升降状态及变化次数的整数变量，引入描述库水位升降的状态变化的状态转移方程，将升降状态最大改变次数作为约束条件，构建具有水库水位变动频率控制的动态规划模型；即以水电站水库的库水位、升降状态和已发生的状态改变次数作为状态变量，以水量平衡、库水位升降状态和升降次数变化为状态转移方程，对最小出力和弃水采用惩罚函数处理，采用动态规划反向递推方程求解。该方法能够有效解决水电站长期优化调度方案中，与调度实际情况不符的库水位频繁升降问题，提高优化调度结果的实用性。

主权项

1.一种控制水库水位变动频率的水电站长期优化调度方法，其特征在于，以水电站水库的库水位、库水位升降状态和已发生的状态改变次数作为状态变量，以水量平衡、库水位升降状态和升降次数变化作为状态转移方程，并设定约束条件，构建具有水库水位变动频率控制的动态规划模型，对最小出力和弃水采用惩罚函数处理，采用动态规划反向递推方程求解目标函数；步骤如下：步骤1、读取水电站数据，将水库t时段水位在最大、最小值之间均匀离散并得到M_t个水位离散点，以表示t时段初第i个水位离散点的水位，t＝1～T+1，T为调度期时段数；t＝1表示调度起始时段初的水位中只有一个离散水位，即起始水位，水位离散点个数M₁＝1；t＝T+1表示调度终止时段末的水位中只有一个离散水位，即调度期末水位，水位离散点个数M_T+1＝1；其他时段M_t根据计算精度设置；步骤2、定义水位由下降转为上升，或由上升转为下降为一次水位波动，设定库水位在调度期内最大波动次数为N；定义t时段，水位下的水位升降状态为表示处于水位上升阶段，表示处于水位下降阶段；定义t时段，水位到达时已发生的波动次数为设定在状态下的效益函数为即在状态下由时段t至调度期结束的最优效益；决策函数为和分别表示末水位决策离散位置标号、出力升降状态决策和已发生升降状态变化次数决策；步骤3、设定时段t＝T；步骤4、设定水位离散点为i＝1；步骤5、设定水位升降状态为步骤6、设定水位发生的波动次数为步骤7、设定时段末水位离散位置为j＝1；步骤8、进行固定起始水位和末水位的定水位调节计算，得到时段平均出力发电流量和弃水流量为如果，在固定水位条件下得到出库流量为负值，则表示水量平衡约束无法满足，以计算目标函数；其中，和分别为水量平衡、最小出力和弃水的惩罚项，a、b和c为惩罚系数；步骤9、若且且则更新和若且且则更新和若且且则更新和若且且则更新和步骤10、令j＝j+1，若j≤M_t+1，转步骤8；否则转步骤11；步骤11、令若转步骤7；否则转步骤12；步骤12、若设转步骤6；否则转步骤13；步骤13、令i＝i+1，若i≤M_t，转步骤5；否则转步骤14；步骤14、令t＝t‑1，若t≥1，转步骤4；否则转步骤15；步骤15、设定当前时段为t＝1，在i＝1～M_t，或1，的组合中寻找最大的决策，记为和进行由初始水位到的定水位计算；步骤16、令t＝t+1，若t≤T，获得t时段最优决策和进行到的定水位计算；若t＝T+1，转步骤17；步骤17、输出计算结果，统计调度计算指标，获得水电站调度方案。