專利名稱：考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法
技術領域：
本發明涉及考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法，尤其涉及針對汛期、枯期和過渡期的梯級水庫短期發電優化調度的方法。
背景技術：
錢塘江每年都會多次遭遇咸潮侵襲，影響杭州市供水質量，所以上游富春江水庫承擔杭州市頂潮任務重大。作為日調節水電站，富春江徑流不足時，常犧牲庫容以達到頂潮要求下泄流量；當枯水期，就需要上游新安江大量供水。頂潮期間機組低水頭運行，耗水率大，與節能調度精神不符。因此，通過新安江、富春江梯級水庫聯合優化調度，科學安排水電廠發電運行方式，協調好發電、防洪、頂潮供水等各方面關系，確保電網有足夠的調峰調頻、 事故備用容量，也滿足地方政府部門對水庫的綜合利用要求，實現電力資源優化配置，需要研究考慮頂潮供水等綜合利用要求的梯級水庫優化調度模型和求解方法及其決策支持系統。
發明內容
本發明的目的在于解決上述問題，提供了一種考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法，可滿足防洪、發電、頂潮供水等任務，同時保證電網經濟優質運行， 進一步提到梯級水電廠水能利用率，增加電廠發電效益。本發明的技術方案為本發明揭示了一種考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法，按照下述的步驟(1) ( 從上游到下游依次將每一電站作為主調電站進行一次輪換，而后重復直到滿足終止條件連續兩次所有電站全部時段出庫流量結果都相同、連續設定次數的目標函數變化小于設定值，計算時間達到設定的最大允許計算時間，在第i次輪換中第i號主調電站的處理過程包括，其中i表示輪換序號，取值范圍是1 到電站總數量的自然數(1)根據末水位或者日電量，在水位限制的約束下，優先滿足峰腰段負荷需求，其余時段按照負荷大小的順序分配電量，獲得滿足目標函數對應的約束條件集合中的梯級電站各時段庫水位Zi, t及出庫流量Qi, t，其中約束條件集合中不同的約束條件之間不存在矛盾，t表示時段序號，初始條件下時段t = 0 ；(2)將水電站分組，其中主調電站i是每次都參與計算的電站，其余電站作為協調電站，將主調電站i在第t時段的庫水位Zi, t和出庫流量Qi, t，分別作為狀態變量和決策變量，固定主調電站i在第t時段的庫水位和第t+2時段的庫水位τ僅；(3)對主調電站i在第t+Ι時段和第t+2時段的出庫流量A,t+1、A,t+2進行探測搜索，按照給定的步長向目標函數增大的方向移動，由此確定新的主調電站i在第t+ι時段和第t+2時段的出庫流量Q' i,t+1、Q' 1^和新的第t+1時段的庫水位Z' ,,t+1 ；(4)在經過步驟C3)的調整后，如果最后一個主調電站t+Ι和t+2時段出庫流量總和增大，則將增大的水量按照由下游到上游的順序依次由下游的電站存蓄；
(5)令t = t+1，若t彡T則返回步驟(2)繼續計算，若t > T則將下一電站作為主調電站進行新一輪的輪換，T表示控制期時段數。根據本發明的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法的一實施例，在步驟(3)中，對于固定末水位的電站，在單階段子問題的最后時段保持庫水位不變。根據本發明的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法的一實施例，步驟中分配的原則是對于有末水位限制的電站，保持原有庫水位不變；對于沒有末水位限制的電站，保持出流過程不變。根據本發明的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法的一實施例，該調度方法所采用的模型是梯度調峰出力最大模型給定調度期內入庫流量過程和水庫始末水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水電站水庫的調度過程，使得梯級調峰出力最大，其包括的目標函數為
權利要求
1.一種考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法，按照下述的步驟 (1) ( 從上游到下游依次將每一電站作為主調電站進行一次輪換，而后重復直到滿足終止條件連續兩次所有電站全部時段出庫流量結果都相同、連續設定次數的目標函數變化小于設定值，計算時間達到設定的最大允許計算時間，在第i次輪換中第i號主調電站的處理過程包括，其中i表示輪換序號，取值范圍是1到電站總數量的自然數(1)根據末水位或者日電量，在水位限制的約束下，優先滿足峰腰段負荷需求，其余時段按照負荷大小的順序分配電量，獲得滿足目標函數對應的約束條件集合中的梯級電站各時段庫水位Zi, t及出庫流量Qi, t，其中約束條件集合中不同的約束條件之間不存在矛盾，t 表示時段序號，初始條件下時段t = 0 ；(2)將水電站分組，其中主調電站i是每次都參與計算的電站，其余電站作為協調電站，將主調電站i在第t時段的庫水位τ、Λ和出庫流量分別作為狀態變量和決策變量， 固定主調電站i在第t時段的庫水位和第t+2時段的庫水位τ僅；(3)對主調電站i在第t+Ι時段和第t+2時段的出庫流量Qi,t+1、Qi, t+2進行探測搜索， 按照給定的步長向目標函數增大的方向移動，由此確定新的主調電站i在第t+Ι時段和第 t+2時段的出庫流量Q' i,t+1、Q' i, w和新的第t+1時段的庫水位Z' ijt+1 ；(4)在經過步驟C3)的調整后，如果最后一個主調電站t+Ι和t+2時段出庫流量總和增大，則將增大的水量按照由下游到上游的順序依次由下游的電站存蓄；(5)令t= t+1，若t ^ T則返回步驟(2)繼續計算，若t > T則將下一電站作為主調電站進行新一輪的輪換，T表示控制期時段數。
2.根據權利要求1所述的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法， 其特征在于，在步驟(3)中，對于固定末水位的電站，在單階段子問題的最后時段保持庫水位不變。
3.根據權利要求1所述的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法， 其特征在于，步驟中分配的原則是對于有末水位限制的電站，保持原有庫水位不變；對于沒有末水位限制的電站，保持出流過程不變。
4.根據權利要求1所述的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法， 其特征在于，該調度方法所采用的模型是梯度調峰出力最大模型給定調度期內入庫流量過程和水庫始末水位，在考慮各種約束條件下，確定各個水電站水庫的調度過程，使得梯級調峰出力最大，其包括的目標函數為在目標函數的公式中，Ct表示第t時段的系統負荷，T為控制期時段數、u為表示目標函數的字母、M為電站總數、Pi, t表示第i號電站t時段出力。
5.根據權利要求1所述的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法， 其特征在于，該調度方法所采用的模型是發電效益最大模型是基于分時電價模式下的梯級優化調度模型，在梯級水電站分時電價或電價系數已知的情況下，已知調度始末庫水位和各時段徑流，確定各個水電站水庫的調度過程，使得發電效益最大，其包含的目標函數為
6.根據權利要求1所述的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法， 其特征在于，該調度方法所采用的模型是指令調度模型調度模型中引入調度人員直接干預手段，根據電站特點、所處時期和來水量的情況，直接給定全部或部分調度時段的運行方式。
7.根據權利要求1所述的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法， 其特征在于，約束條件集合包括(a)電價約束
全文摘要
本發明公開了考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發電優化調度方法，可滿足防洪、發電、頂潮供水等任務，同時保證電網經濟優質運行，進一步提到梯級水電廠水能利用率，增加電廠發電效益。其技術方案為當水庫有頂潮供水特殊要求時，即滿足日平均下泄流量約束。首先對水資源經行時程優化分配，在保證下泄水量同時抬高機組運行水頭，減少耗水率；當下游徑流不足時，經行空間優化分配，上游增加發電流量，實施補償。
文檔編號G06Q10/00GK102298731SQ201010211878
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優先權日2010年6月25日
發明者周堅, 張磊, 李建兵, 武新宇, 王強, 王澤環, 真珍, 程春田, 陸建宇 申請人:上海華東電集實業有限公司, 上海華東電集能源科技有限公司, 華東電網有限公司, 大連理工大學