專利名稱：考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)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(fā)電優(yōu)化調(diào)度的方法。
背景技術(shù)：
錢塘江每年都會多次遭遇咸潮侵襲，影響杭州市供水質(zhì)量，所以上游富春江水庫承擔(dān)杭州市頂潮任務(wù)重大。作為日調(diào)節(jié)水電站，富春江徑流不足時，常犧牲庫容以達(dá)到頂潮要求下泄流量；當(dāng)枯水期，就需要上游新安江大量供水。頂潮期間機(jī)組低水頭運(yùn)行，耗水率大，與節(jié)能調(diào)度精神不符。因此，通過新安江、富春江梯級水庫聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度，科學(xué)安排水電廠發(fā)電運(yùn)行方式，協(xié)調(diào)好發(fā)電、防洪、頂潮供水等各方面關(guān)系，確保電網(wǎng)有足夠的調(diào)峰調(diào)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(shí)現(xiàn)電力資源優(yōu)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(yōu)化調(diào)度模型和求解方法及其決策支持系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法，可滿足防洪、發(fā)電、頂潮供水等任務(wù)，同時保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行， 進(jìn)一步提到梯級水電廠水能利用率，增加電廠發(fā)電效益。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明揭示了一種考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)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(diào)電站進(jìn)行一次輪換，而后重復(fù)直到滿足終止條件連續(xù)兩次所有電站全部時段出庫流量結(jié)果都相同、連續(xù)設(shè)定次數(shù)的目標(biāo)函數(shù)變化小于設(shè)定值，計(jì)算時間達(dá)到設(shè)定的最大允許計(jì)算時間，在第i次輪換中第i號主調(diào)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(shù)量的自然數(shù)(1)根據(jù)末水位或者日電量，在水位限制的約束下，優(yōu)先滿足峰腰段負(fù)荷需求，其余時段按照負(fù)荷大小的順序分配電量，獲得滿足目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)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(diào)電站i是每次都參與計(jì)算的電站，其余電站作為協(xié)調(diào)電站，將主調(diào)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(tài)變量和決策變量，固定主調(diào)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(diào)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(jìn)行探測搜索，按照給定的步長向目標(biāo)函數(shù)增大的方向移動，由此確定新的主調(diào)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(jīng)過步驟C3)的調(diào)整后，如果最后一個主調(diào)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(xù)計(jì)算，若t > T則將下一電站作為主調(diào)電站進(jìn)行新一輪的輪換，T表示控制期時段數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法的一實(shí)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(jù)本發(fā)明的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法的一實(shí)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(jù)本發(fā)明的考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法的一實(shí)施例，該調(diào)度方法所采用的模型是梯度調(diào)峰出力最大模型給定調(diào)度期內(nèi)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(diào)度過程，使得梯級調(diào)峰出力最大，其包括的目標(biāo)函數(shù)為
權(quán)利要求
1.一種考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)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(diào)電站進(jìn)行一次輪換，而后重復(fù)直到滿足終止條件連續(xù)兩次所有電站全部時段出庫流量結(jié)果都相同、連續(xù)設(shè)定次數(shù)的目標(biāo)函數(shù)變化小于設(shè)定值，計(jì)算時間達(dá)到設(shè)定的最大允許計(jì)算時間，在第i次輪換中第i號主調(diào)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(shù)量的自然數(shù)(1)根據(jù)末水位或者日電量，在水位限制的約束下，優(yōu)先滿足峰腰段負(fù)荷需求，其余時段按照負(fù)荷大小的順序分配電量，獲得滿足目標(biāo)函數(shù)對應(yīng)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(diào)電站i是每次都參與計(jì)算的電站，其余電站作為協(xié)調(diào)電站，將主調(diào)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(tài)變量和決策變量， 固定主調(diào)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(diào)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(jìn)行探測搜索， 按照給定的步長向目標(biāo)函數(shù)增大的方向移動，由此確定新的主調(diào)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(jīng)過步驟C3)的調(diào)整后，如果最后一個主調(diào)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(xù)計(jì)算，若t > T則將下一電站作為主調(diào)電站進(jìn)行新一輪的輪換，T表示控制期時段數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)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(fā)電優(yōu)化調(diào)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(jù)權(quán)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(fā)電優(yōu)化調(diào)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(jù)權(quán)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(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法， 其特征在于，該調(diào)度方法所采用的模型是梯度調(diào)峰出力最大模型給定調(diào)度期內(nèi)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(diào)度過程，使得梯級調(diào)峰出力最大，其包括的目標(biāo)函數(shù)為在目標(biāo)函數(shù)的公式中，Ct表示第t時段的系統(tǒng)負(fù)荷，T為控制期時段數(shù)、u為表示目標(biāo)函數(shù)的字母、M為電站總數(shù)、Pi, t表示第i號電站t時段出力。
5.根據(jù)權(quán)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(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法， 其特征在于，該調(diào)度方法所采用的模型是發(fā)電效益最大模型是基于分時電價模式下的梯級優(yōu)化調(diào)度模型，在梯級水電站分時電價或電價系數(shù)已知的情況下，已知調(diào)度始末庫水位和各時段徑流，確定各個水電站水庫的調(diào)度過程，使得發(fā)電效益最大，其包含的目標(biāo)函數(shù)為
6.根據(jù)權(quán)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(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法， 其特征在于，該調(diào)度方法所采用的模型是指令調(diào)度模型調(diào)度模型中引入調(diào)度人員直接干預(yù)手段，根據(jù)電站特點(diǎn)、所處時期和來水量的情況，直接給定全部或部分調(diào)度時段的運(yùn)行方式。
7.根據(jù)權(quán)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(fā)電優(yōu)化調(diào)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(fā)明公開了考慮頂潮供水綜合要求的梯級水庫短期發(fā)電優(yōu)化調(diào)度方法，可滿足防洪、發(fā)電、頂潮供水等任務(wù)，同時保證電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，進(jìn)一步提到梯級水電廠水能利用率，增加電廠發(fā)電效益。其技術(shù)方案為當(dāng)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(jīng)行時程優(yōu)化分配，在保證下泄水量同時抬高機(jī)組運(yùn)行水頭，減少耗水率；當(dāng)下游徑流不足時，經(jīng)行空間優(yōu)化分配，上游增加發(fā)電流量，實(shí)施補(bǔ)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(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者周堅(jiān), 張磊, 李建兵, 武新宇, 王強(qiáng), 王澤環(huán), 真珍, 程春田, 陸建宇 申請人:上海華東電集實(shí)業(yè)有限公司, 上海華東電集能源科技有限公司, 華東電網(wǎng)有限公司, 大連理工大學(xué)