[发明专利]一种水电站群电站与机组混合优化调度方法

说明书

技术领域

本发明属于水电调度领域，是一种根据调度要求的不同，可以部分电站机组发电流量作为决策变量，其他电站已电站发电流量作为决策变量，采用逐次逼近类方法进行混合水电站和水电机组对象的优化调度方法。

背景技术

水电站群短期优化调度一般包括两种模式：（1）以水电站作为优化调度基本单元，将水电站各时段发电流量、末水位等作为决策变量，通过事先拟合的水电站最优动力特性曲线描述不同水头和机组组合下，按照厂内经济运行原理确定的机组间最优出力分配方式下，水电站出力与发电流量的关系；（2）以水电站机组作为基本单元，直接以各机组的出力和发电流量作为决策变量。前者因对机组间负荷分配问题的简化，而具有应用范围较广的特点；而后者主要偏重于机组运行的经济性，精细化的考虑水电站间的水力联系、动力特性时的计算量大，主要应用于小规模系统，特别是单个水电站的优化调度问题。实践中存在一个水电站群系统中部分电站需要以机组出力下达发电计划，而其它电站则以总出力过程下达发电计划，因此前述模式（1）不能满足要求，而模式（2）则造成计算负担过重，不利于应用。

发明内容

本发明目的在于建立一种混合水电站和水电机组对象的优化调度方法。

本发明适用于基于逐次逼近思想的求解方法，即依次以各电站或机组的发电流量为寻优对象，其他电站和机组的发电流量固定，逐步迭代至收敛。计算过程中依据优化算法和约束条件的不同各时段可采用以水定电、以电定水、定水位等基本方法：采用固定末水位的发电量最大等优化模型时，则决策变量发生变化的最后时段可能采用定水位方法，其他时段采用以水定电方法；不固定末水位的蓄能最大等，则可全部采用以水定电方法；在出力超限，需要重新计算发电流量时，采用以电定水方法。对于以总发电流量作为决策变量的电站，其计算方法与电站调控方法相同；而对于以机组发电流量作为决策变量的电站，这三种基本方法较以电站发电流量为决策变量是有较大不同，主要由于采用机组进行调控时，某一机组发电流量变化将影响其他机组的发电水头，解决这一问题，则各种以电站为调控对象的逐次逼近优化算法便可顺利应用。

本发明涉及的调控方法分为三种情况：

（1）电站调控阶段采用以水电站总发电流量为决策变量的逐次逼近算法求解；

利用现有的各种逐次逼近算法，首先按照水电站调控模式进行水电站群优化计算初始解生成，并进行优化求解；对需要控制到机组的电站采用厂内经济运行方法，以耗水量最小准则分配各时段各机组出力；分别依据调控是否需要细化到机组的要求，分别对不同电站以电站或机组为逐次逼近优化计算的基本单元，采用电站与机组混合的以电定水、以水定电、定水位调控方法进行优化调度计算。

（2）机组负荷分配阶段采用动态规划算法求解；以电站出力过程限制各机组升降趋势，使其符合调度习惯。

（3）电站机组混合调控阶段可根据不同要求采用电站总发电流量和机组发电流量为决策变量的逐次逼近算法求解。采用以机组为计算单元的以电定水、以水定电、定水位调节算法，结合常规以水电站为对象的水利计算方法，使得逐次逼近类方法可以顺利应用。

本发明的技术方案如下：

一，调度电站调控阶段：可采用以公开发表的各种基于逐次逼近思想的短期优化调度算法求解，以电定水、以水定电和定水位计算方法均为已有的水利计算方法。

二，调度机组负荷分配阶段的计算方法，分为两部分，具体如下：

第一部分：对于任一时段t，按以下方法确定面临时段的开机机组组合及机组出力上下限。为保证机组出力结果是可用的，机组出力过程需要满足爬坡上限、开机持续时段、停机持续时段、极值点持续时段、以及出力升降趋势等运行约束，所以利用动态规划分配任一时段的电站出力前，需要根据上述约束预先确定该时段开机机组组合及机组出力上下限。

（1）确定开机机组组合。若t时段电站出力，则t时段开机机组组合与t-1时段相同；若，且需要增加开机机组，则优先选择耗水率小且已满足停机持续时段要求的机组进行开机；若，且需要减少开机机组，则优先选择耗水率大且已满足开机持续时段要求的机组进行停机；

（2）以上述开机机组组合为基础，确定机组出力上下限。若，则各机组的上下限均为本机组在t-1时段的出力；若，则任一k号机组的出力上下限按方法①确定；若，则任一k号机组的出力上下限按方法②确定；