专利名称：考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法
技术领域：
本发明涉及考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法，尤其涉及针对汛期、枯期和过渡期的梯级水库短期发电优化调度的方法。
背景技术：
钱塘江每年都会多次遭遇咸潮侵袭，影响杭州市供水质量，所以上游富春江水库承担杭州市顶潮任务重大。作为日调节水电站，富春江径流不足时，常牺牲库容以达到顶潮要求下泄流量；当枯水期，就需要上游新安江大量供水。顶潮期间机组低水头运行，耗水率大，与节能调度精神不符。因此，通过新安江、富春江梯级水库联合优化调度，科学安排水电厂发电运行方式，协调好发电、防洪、顶潮供水等各方面关系，确保电网有足够的调峰调频、 事故备用容量，也满足地方政府部门对水库的综合利用要求，实现电力资源优化配置，需要研究考虑顶潮供水等综合利用要求的梯级水库优化调度模型和求解方法及其决策支持系统。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法，可满足防洪、发电、顶潮供水等任务，同时保证电网经济优质运行， 进一步提到梯级水电厂水能利用率，增加电厂发电效益。本发明的技术方案为本发明揭示了一种考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法，按照下述的步骤(1) ( 从上游到下游依次将每一电站作为主调电站进行一次轮换，而后重复直到满足终止条件连续两次所有电站全部时段出库流量结果都相同、连续设定次数的目标函数变化小于设定值，计算时间达到设定的最大允许计算时间，在第i次轮换中第i号主调电站的处理过程包括，其中i表示轮换序号，取值范围是1 到电站总数量的自然数(1)根据末水位或者日电量，在水位限制的约束下，优先满足峰腰段负荷需求，其余时段按照负荷大小的顺序分配电量，获得满足目标函数对应的约束条件集合中的梯级电站各时段库水位Zi, t及出库流量Qi, t，其中约束条件集合中不同的约束条件之间不存在矛盾，t表示时段序号，初始条件下时段t = 0 ；(2)将水电站分组，其中主调电站i是每次都参与计算的电站，其余电站作为协调电站，将主调电站i在第t时段的库水位Zi, t和出库流量Qi, t，分别作为状态变量和决策变量，固定主调电站i在第t时段的库水位和第t+2时段的库水位τ僅；(3)对主调电站i在第t+Ι时段和第t+2时段的出库流量A,t+1、A,t+2进行探测搜索，按照给定的步长向目标函数增大的方向移动，由此确定新的主调电站i在第t+ι时段和第t+2时段的出库流量Q' i,t+1、Q' 1^和新的第t+1时段的库水位Z' ,,t+1 ；(4)在经过步骤C3)的调整后，如果最后一个主调电站t+Ι和t+2时段出库流量总和增大，则将增大的水量按照由下游到上游的顺序依次由下游的电站存蓄；
(5)令t = t+1，若t彡T则返回步骤(2)继续计算，若t > T则将下一电站作为主调电站进行新一轮的轮换，T表示控制期时段数。根据本发明的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法的一实施例，在步骤(3)中，对于固定末水位的电站，在单阶段子问题的最后时段保持库水位不变。根据本发明的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法的一实施例，步骤中分配的原则是对于有末水位限制的电站，保持原有库水位不变；对于没有末水位限制的电站，保持出流过程不变。根据本发明的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法的一实施例，该调度方法所采用的模型是梯度调峰出力最大模型给定调度期内入库流量过程和水库始末水位，在考虑各种约束条件下，确定各个水电站水库的调度过程，使得梯级调峰出力最大，其包括的目标函数为
权利要求
1.一种考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法，按照下述的步骤 (1) ( 从上游到下游依次将每一电站作为主调电站进行一次轮换，而后重复直到满足终止条件连续两次所有电站全部时段出库流量结果都相同、连续设定次数的目标函数变化小于设定值，计算时间达到设定的最大允许计算时间，在第i次轮换中第i号主调电站的处理过程包括，其中i表示轮换序号，取值范围是1到电站总数量的自然数(1)根据末水位或者日电量，在水位限制的约束下，优先满足峰腰段负荷需求，其余时段按照负荷大小的顺序分配电量，获得满足目标函数对应的约束条件集合中的梯级电站各时段库水位Zi, t及出库流量Qi, t，其中约束条件集合中不同的约束条件之间不存在矛盾，t 表示时段序号，初始条件下时段t = 0 ；(2)将水电站分组，其中主调电站i是每次都参与计算的电站，其余电站作为协调电站，将主调电站i在第t时段的库水位τ、Λ和出库流量分别作为状态变量和决策变量， 固定主调电站i在第t时段的库水位和第t+2时段的库水位τ僅；(3)对主调电站i在第t+Ι时段和第t+2时段的出库流量Qi,t+1、Qi, t+2进行探测搜索， 按照给定的步长向目标函数增大的方向移动，由此确定新的主调电站i在第t+Ι时段和第 t+2时段的出库流量Q' i,t+1、Q' i, w和新的第t+1时段的库水位Z' ijt+1 ；(4)在经过步骤C3)的调整后，如果最后一个主调电站t+Ι和t+2时段出库流量总和增大，则将增大的水量按照由下游到上游的顺序依次由下游的电站存蓄；(5)令t= t+1，若t ^ T则返回步骤(2)继续计算，若t > T则将下一电站作为主调电站进行新一轮的轮换，T表示控制期时段数。
2.根据权利要求1所述的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法， 其特征在于，在步骤(3)中，对于固定末水位的电站，在单阶段子问题的最后时段保持库水位不变。
3.根据权利要求1所述的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法， 其特征在于，步骤中分配的原则是对于有末水位限制的电站，保持原有库水位不变；对于没有末水位限制的电站，保持出流过程不变。
4.根据权利要求1所述的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法， 其特征在于，该调度方法所采用的模型是梯度调峰出力最大模型给定调度期内入库流量过程和水库始末水位，在考虑各种约束条件下，确定各个水电站水库的调度过程，使得梯级调峰出力最大，其包括的目标函数为在目标函数的公式中，Ct表示第t时段的系统负荷，T为控制期时段数、u为表示目标函数的字母、M为电站总数、Pi, t表示第i号电站t时段出力。
5.根据权利要求1所述的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法， 其特征在于，该调度方法所采用的模型是发电效益最大模型是基于分时电价模式下的梯级优化调度模型，在梯级水电站分时电价或电价系数已知的情况下，已知调度始末库水位和各时段径流，确定各个水电站水库的调度过程，使得发电效益最大，其包含的目标函数为
6.根据权利要求1所述的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法， 其特征在于，该调度方法所采用的模型是指令调度模型调度模型中引入调度人员直接干预手段，根据电站特点、所处时期和来水量的情况，直接给定全部或部分调度时段的运行方式。
7.根据权利要求1所述的考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法， 其特征在于，约束条件集合包括(a)电价约束
全文摘要
本发明公开了考虑顶潮供水综合要求的梯级水库短期发电优化调度方法，可满足防洪、发电、顶潮供水等任务，同时保证电网经济优质运行，进一步提到梯级水电厂水能利用率，增加电厂发电效益。其技术方案为当水库有顶潮供水特殊要求时，即满足日平均下泄流量约束。首先对水资源经行时程优化分配，在保证下泄水量同时抬高机组运行水头，减少耗水率；当下游径流不足时，经行空间优化分配，上游增加发电流量，实施补偿。
文档编号G06Q10/00GK102298731SQ201010211878
公开日2011年12月28日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者周坚, 张磊, 李建兵, 武新宇, 王强, 王泽环, 真珍, 程春田, 陆建宇 申请人:上海华东电集实业有限公司, 上海华东电集能源科技有限公司, 华东电网有限公司, 大连理工大学