一种基于参考线的水电站确定性优化调度方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于水利电力技术领域，更具体地，设及一种基于参考线的水电站确定性 优化调度方法。
【背景技术】
[0002] 水电站优化调度是一个典型的多目标、多阶段非线性问题。在水电站长期调度中， 通常建立发电量最大模型，并用动态规划法及其改进算法进行求解，改进算法主要包括逐 步优化法、动态规划逐次逼近法、状态逐密动态规划法和增量动态规划法等。该些方法虽然 可W获得最优解或近似最优解，但其本质上是穷举法，优化结果可解释性差，难W让调度人 员理解，且获得的仅仅是问题的一个解而不是一套规则，指导能力有限。受水电站运行累积 偏差、负荷需求偏差和径流预报偏差的影响，水电站的运行状态会偏离原最优方案，此时， 原最优方案已丧失了最优性而不具有指导意义。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明提供一种基于参考线的水电站确定 性优化调度方法。本发明将专家经验和水库调度规则融入方法本身，容易为调度人员理解 并掌握；任意时刻可根据水电站当前蓄水状态作出相应的决策，具有更强的可执行性和更 大的指导意义。
[0004] 本发明提供一种基于参考线的水电站确定性优化调度方法，包括W下步骤：
[0005] 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，设置水电站调度 期内的初始条件和约束条件，其中T为正整数；
[0006] 步骤2根据水电站的库容特性曲线、尾水关系曲线、水电站优化调度的目标函数 和所述约束条件，建立水电站长期优化调度发电量最大模型；
[0007] 步骤3确定防弃水线和最小决策限制线，包括W下子步骤：
[000引 （3-1) W减少弃水能为原则确定防弃水线，包括W下子步骤：
[0009] (3-1-1)已知一个时段末蓄水状态和入库流量信息，令本时段出库流量等于水轮 机最大过流，由水量平衡方程求得时段初蓄水状态；
[0010] (3-1-2)根据所述时段初蓄水状态、所述时段末蓄水状态、所述入库流量和最大出 力，计算求得弃水流量，若所述弃水流量大于零，则减小所述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时段初蓄水状态，若所述弃水流量等于零，则时段初 蓄水状态取所述步骤（3-1-1)所求得的值，将计算得到的时段初蓄水状态作为上一时段末 蓄水状态；
[0011] (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，得到一 条水位过程线；
[0012] (3-1-4)对所述水位过程线从所述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，则所述水位过程线即为防弃水线；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几个时段，调整后的水位过程线即为所述防弃水线；
[0013] (3-2)根据水电站尽量保持高水位运行减少入能损失的原则，确定最小决策限制 线，包括W下子步骤：
[0014] (3-2-1)根据一个时段初蓄水状态和入库流量信息，计算本时段最小出力对应的 出库流量，并与最小下泄流量比较，取两者中较大流量作为本时段出库流量，根据所述水量 平衡方程获得时段末蓄水状态，并将其作为下一时段初蓄水状态；
[0015] (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，得到一条水位过 程线，即为所述最小决策限制线；
[0016] 步骤4当抬高水位引起的不蓄能增加比弃水能损失大时对所述防弃水线进行调 整，使得不蓄能增加量与弃水能损失量的差值为0时结束调整，调整后的防弃水线即为水 电站最优运行参考线；
[0017] 步骤5获得所述最优运行参考线W后，根据水电站时段初蓄水状态、入库流量和 所述最优运行参考线，取本时段末蓄水状态为最优运行参考线对应的本时段末蓄水状态， 计算出库流量并与本时段最小出库流量、最小出力对应的出库流量进行比较，取较大流量 作为本时段决策，并按照此决策运行至本时段末，后续时段按上述方法确定相应决策并运 行，直至所述调度期末。
[001引总体而言，通过本发明所构思的W上技术方案与现有技术相比，具有W下有益效 果：
[0019] (1)本发明将最小决策限制线和防弃水线结合使用，可达到在尽量不弃水的条件 下尽可能抬高水电站发电水头的效果，增加水电站发电量；
[0020] (2)此本发明获得的是一套调度规则而不仅仅是一个发电计划，W参考线为目标 水位，任意时刻水电站均可根据当前水位作出最优决策，而不需要重做发电计划，具有更强 的可执行性和更大的指导意义；
[0021] (3)本发明将专家经验和水库调度规则融入方法本身，获得的调度规则只有一条 水位控制线，即参考线，用参考线指导水电站运行设计合理、操作简单且易为调度人员理解 并接受。
【附图说明】
[0022] 图1为本发明基于参考线的水电站确定性优化调度方法的流程图；
[0023] 图2为本发明水电站决策运行流程图。
【具体实施方式】
[0024] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所设及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可W相互组合。
[0025] 水电站发电过程中设及到的能量有水电站初始蓄能、输入能、损耗能和输出能，根 据能量守恒定律，在水电站初始蓄能和输入能一定的情况下，损耗能越少，则输出的电能越 多。基于上述原理，可获得须遵循的两条基本原则；（1)尽量避免弃水，减少弃水能损耗；水 电站发电优化调度（2)尽量抬高水电站运行水位，减少入库能损耗。根据水电站初始蓄水 状态和计划期内入库流量过程，运用上述原则可确定水电站最优运行策略。
[0026] 图1所示为基于参考线的水电站确定性优化调度方法的流程图，具体包括W下步 骤：
[0027] 步骤1设置调度期，将调度期（1年）均匀划分为T(T为正整数，在本发明实施 例中，T= 12或36)个等间距的时段；设置水电站调度期内的约束条件，其中，水位约束： ，么、哀分别表示t(t = 1，2,…，T)时段最低水位和最高水位限制；库容约束： 么、F,;分别表示t时段最小库容和最大库容限制；出力约束；&、 豕分别表示t时段最小和最大出力限制；出库流量约束；化瓦，&、瓦分别表示t时 段最小和最大出库流量限制；水量平衡方程；Vt+i= V t+(It-Rt) X A t，It表示t时段来流， A t表示一个时段的时间间隔；设置调度初始条件；水电站调度期初水位为女，调度期末水 位为Z。^。
[002引步骤2根据水电站的库容特性曲线、尾水关系曲线、W及水电站优化调度的目标 函数和上述约束条件，W水电站各时段入库流量作为输入变量，目标函数作为输出变量，建 立水电站长期优化调度发电量最大模型如下：
[0029]
【主权项】
1. 一种基于参考线的水电站确定性优化调度方法，其特征在于，包括： 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，设置水电站调度期内 的初始条件和约束条件，其中T为正整数； 步骤2根据水电站的库容特性曲线、尾水关系曲线、水电站优化调度的目标函数和所