一種基于參考線的水電站確定性優(yōu)化調(diào)度方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于水利電力技術領域，更具體地，設及一種基于參考線的水電站確定性 優(yōu)化調(diào)度方法。
【背景技術】
[0002] 水電站優(yōu)化調(diào)度是一個典型的多目標、多階段非線性問題。在水電站長期調(diào)度中， 通常建立發(fā)電量最大模型，并用動態(tài)規(guī)劃法及其改進算法進行求解，改進算法主要包括逐 步優(yōu)化法、動態(tài)規(guī)劃逐次逼近法、狀態(tài)逐密動態(tài)規(guī)劃法和增量動態(tài)規(guī)劃法等。該些方法雖然 可W獲得最優(yōu)解或近似最優(yōu)解，但其本質(zhì)上是窮舉法，優(yōu)化結(jié)果可解釋性差，難W讓調(diào)度人 員理解，且獲得的僅僅是問題的一個解而不是一套規(guī)則，指導能力有限。受水電站運行累積 偏差、負荷需求偏差和徑流預報偏差的影響，水電站的運行狀態(tài)會偏離原最優(yōu)方案，此時， 原最優(yōu)方案已喪失了最優(yōu)性而不具有指導意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術的W上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供一種基于參考線的水電站確定 性優(yōu)化調(diào)度方法。本發(fā)明將專家經(jīng)驗和水庫調(diào)度規(guī)則融入方法本身，容易為調(diào)度人員理解 并掌握；任意時刻可根據(jù)水電站當前蓄水狀態(tài)作出相應的決策，具有更強的可執(zhí)行性和更 大的指導意義。
[0004] 本發(fā)明提供一種基于參考線的水電站確定性優(yōu)化調(diào)度方法，包括W下步驟：
[0005] 步驟1設置調(diào)度期，將所述調(diào)度期均勻劃分為T個等間距的時段，設置水電站調(diào)度 期內(nèi)的初始條件和約束條件，其中T為正整數(shù)；
[0006] 步驟2根據(jù)水電站的庫容特性曲線、尾水關系曲線、水電站優(yōu)化調(diào)度的目標函數(shù) 和所述約束條件，建立水電站長期優(yōu)化調(diào)度發(fā)電量最大模型；
[0007] 步驟3確定防棄水線和最小決策限制線，包括W下子步驟：
[000引 （3-1) W減少棄水能為原則確定防棄水線，包括W下子步驟：
[0009] (3-1-1)已知一個時段末蓄水狀態(tài)和入庫流量信息，令本時段出庫流量等于水輪 機最大過流，由水量平衡方程求得時段初蓄水狀態(tài)；
[0010] (3-1-2)根據(jù)所述時段初蓄水狀態(tài)、所述時段末蓄水狀態(tài)、所述入庫流量和最大出 力，計算求得棄水流量，若所述棄水流量大于零，則減小所述出庫流量使得所述棄水流量為 零，并根據(jù)所述水量平衡方程重新計算時段初蓄水狀態(tài)，若所述棄水流量等于零，則時段初 蓄水狀態(tài)取所述步驟（3-1-1)所求得的值，將計算得到的時段初蓄水狀態(tài)作為上一時段末 蓄水狀態(tài)；
[0011] (3-1-3)按所述步驟（3-1-1)和（3-1-2)從調(diào)度期末遞推計算至調(diào)度期初，得到一 條水位過程線；
[0012] (3-1-4)對所述水位過程線從所述調(diào)度期初至調(diào)度期末逐時段檢查是否有棄水發(fā) 生，若各時段均無棄水，則所述水位過程線即為防棄水線；若某時段有棄水發(fā)生，則進行相 應調(diào)整，使棄水集中在最后一個或幾個時段，調(diào)整后的水位過程線即為所述防棄水線；
[0013] (3-2)根據(jù)水電站盡量保持高水位運行減少入能損失的原則，確定最小決策限制 線，包括W下子步驟：
[0014] (3-2-1)根據(jù)一個時段初蓄水狀態(tài)和入庫流量信息，計算本時段最小出力對應的 出庫流量，并與最小下泄流量比較，取兩者中較大流量作為本時段出庫流量，根據(jù)所述水量 平衡方程獲得時段末蓄水狀態(tài)，并將其作為下一時段初蓄水狀態(tài)；
[0015] (3-2-2)按所述步驟（3-2-1)從調(diào)度期初遞推計算至調(diào)度期末，得到一條水位過 程線，即為所述最小決策限制線；
[0016] 步驟4當抬高水位引起的不蓄能增加比棄水能損失大時對所述防棄水線進行調(diào) 整，使得不蓄能增加量與棄水能損失量的差值為0時結(jié)束調(diào)整，調(diào)整后的防棄水線即為水 電站最優(yōu)運行參考線；
[0017] 步驟5獲得所述最優(yōu)運行參考線W后，根據(jù)水電站時段初蓄水狀態(tài)、入庫流量和 所述最優(yōu)運行參考線，取本時段末蓄水狀態(tài)為最優(yōu)運行參考線對應的本時段末蓄水狀態(tài)， 計算出庫流量并與本時段最小出庫流量、最小出力對應的出庫流量進行比較，取較大流量 作為本時段決策，并按照此決策運行至本時段末，后續(xù)時段按上述方法確定相應決策并運 行，直至所述調(diào)度期末。
[001引總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的W上技術方案與現(xiàn)有技術相比，具有W下有益效 果：
[0019] (1)本發(fā)明將最小決策限制線和防棄水線結(jié)合使用，可達到在盡量不棄水的條件 下盡可能抬高水電站發(fā)電水頭的效果，增加水電站發(fā)電量；
[0020] (2)此本發(fā)明獲得的是一套調(diào)度規(guī)則而不僅僅是一個發(fā)電計劃，W參考線為目標 水位，任意時刻水電站均可根據(jù)當前水位作出最優(yōu)決策，而不需要重做發(fā)電計劃，具有更強 的可執(zhí)行性和更大的指導意義；
[0021] (3)本發(fā)明將專家經(jīng)驗和水庫調(diào)度規(guī)則融入方法本身，獲得的調(diào)度規(guī)則只有一條 水位控制線，即參考線，用參考線指導水電站運行設計合理、操作簡單且易為調(diào)度人員理解 并接受。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明基于參考線的水電站確定性優(yōu)化調(diào)度方法的流程圖；
[0023] 圖2為本發(fā)明水電站決策運行流程圖。
【具體實施方式】
[0024] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所設及到的技術特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可W相互組合。
[0025] 水電站發(fā)電過程中設及到的能量有水電站初始蓄能、輸入能、損耗能和輸出能，根 據(jù)能量守恒定律，在水電站初始蓄能和輸入能一定的情況下，損耗能越少，則輸出的電能越 多?；谏鲜鲈恚色@得須遵循的兩條基本原則；（1)盡量避免棄水，減少棄水能損耗；水 電站發(fā)電優(yōu)化調(diào)度（2)盡量抬高水電站運行水位，減少入庫能損耗。根據(jù)水電站初始蓄水 狀態(tài)和計劃期內(nèi)入庫流量過程，運用上述原則可確定水電站最優(yōu)運行策略。
[0026] 圖1所示為基于參考線的水電站確定性優(yōu)化調(diào)度方法的流程圖，具體包括W下步 驟：
[0027] 步驟1設置調(diào)度期，將調(diào)度期（1年）均勻劃分為T(T為正整數(shù)，在本發(fā)明實施 例中，T= 12或36)個等間距的時段；設置水電站調(diào)度期內(nèi)的約束條件，其中，水位約束： ，么、哀分別表示t(t = 1，2,…，T)時段最低水位和最高水位限制；庫容約束： 么、F,;分別表示t時段最小庫容和最大庫容限制；出力約束；&、 豕分別表示t時段最小和最大出力限制；出庫流量約束；化瓦，&、瓦分別表示t時 段最小和最大出庫流量限制；水量平衡方程；Vt+i= V t+(It-Rt) X A t，It表示t時段來流， A t表示一個時段的時間間隔；設置調(diào)度初始條件；水電站調(diào)度期初水位為女，調(diào)度期末水 位為Z。^。
[002引步驟2根據(jù)水電站的庫容特性曲線、尾水關系曲線、W及水電站優(yōu)化調(diào)度的目標 函數(shù)和上述約束條件，W水電站各時段入庫流量作為輸入變量，目標函數(shù)作為輸出變量，建 立水電站長期優(yōu)化調(diào)度發(fā)電量最大模型如下：
[0029]
【主權(quán)項】
1. 一種基于參考線的水電站確定性優(yōu)化調(diào)度方法，其特征在于，包括： 步驟1設置調(diào)度期，將所述調(diào)度期均勻劃分為T個等間距的時段，設置水電站調(diào)度期內(nèi) 的初始條件和約束條件，其中T為正整數(shù)； 步驟2根據(jù)水電站的庫容特性曲線、尾水關系曲線、水電站優(yōu)化調(diào)度的目標函數(shù)和所