[发明专利]一种复杂约束限制下的梯级水电站群实时优化调度方法

权利要求书

1.一种复杂约束限制下的梯级水电站群实时优化调度方法，其特征在于如下步骤： 

(1)提取省级电网短期负荷预测结果及计划负荷，计算面临时刻t₀到T的系统负荷偏差 ΔP_t为t时刻系统负荷偏差； 

(2)采用负荷偏差光滑处理技术修正系统负荷偏差使新的系统负荷过程满足电站持续时段数要求，并保证光滑前后负荷偏差方向不变，ΔP_t″为t时刻新的系统负荷偏差； 

(3)根据系统负荷偏差、蓄能率和耗水率确定各时段电站计算序位；当系统负荷偏差为正，蓄能率越大，计算序位越高；当系统负荷偏差为负，蓄能率越小，计算序位越高；当两水库蓄能率相同时，耗水率越低，计算序位越高； 

(4)在步骤(3)的基础上，根据系统负荷偏差ΔP_t与各电站可调出力Δp_m,t的关系，动态确定参与负荷调节的电站组合Ω_t；当系统负荷偏差为正，逐个累加电站向上可调出力，直至满足系统负荷偏差，标记电站组合Ω_t；当系统负荷偏差为负，逐个累加电站向下可调出力，直至满足系统负荷偏差，标记电站组合Ω_t； 

(5)对于电站组合Ω_t，采用动态规划方法和以电定水方法确定面临时刻到当日24:00的厂间负荷偏差分配结果，并与日前发电计划叠加，生成各电站实时发电计划 m为电站编号，p_m,t为m电站t时刻实时发电计划； 

(6)检验梯级电站是否发生弃水，对于发生弃水的电站予以调整，实现预泄腾库，并保证电网电力平衡约束不被破坏；将弃水电站与其直接上游电站组成关联电站，同步反向调整其出力，直至弃水减少至0。 

2.根据权利要求1所述的梯级水电站群实时优化调度方法，其特征在于，步骤(5)中以梯级水电系统总蓄能最大作为优化目标，以保证梯级水电系统安全经济运行；该目标的数据表达式为： 

式中：F表示梯级水电系统总蓄能值；ES_m为梯级水库m蓄能值；t、T分别为调度时段号及时段总数；m、M分别为水电站水库编号和总数；V_m,t表示水库m在t时段末的有效库容；γ_m表示水库m的平均耗水率；j、J分别为水库m下游水库编号和总数。 

3.根据权利要求1或2所述的梯级水电站群实时优化调度方法，其特征在于，步骤(2)保 证负荷偏差电站持续时段数要求，并保证光滑前后负荷偏差方向不变，其计算式为： 

其中：

式中：Γ为光滑区间集合，Γ_i为单个光滑区间，I为光滑区间总个数，ΔP_t'为t时刻经第一次调整的系统负荷偏差，t_1i、t_2i分别为第i个光滑区间的起始时刻、结束时刻。 

4.根据权利要求3所述的梯级水电站群实时优化调度方法，其特征在于，步骤(3)在保证公平性和发挥梯级水电站群的效益，选取蓄能率α和耗水率γ作为排序指标；当系统负荷偏差为正，蓄能率越大，计算序位越高；当系统负荷偏差为负，蓄能率越小，计算序位越高；当两水库蓄能率相同时，耗水率越低，计算序位越高。 

5.根据权利要求4所述的梯级水电站群实时优化调度方法，其特征在于，步骤(4)保证实时调度可操作性，确定参与负荷调节的电站组合；若ΔP_t＞0，按计算序位从高到低，逐步累加各电站向上可调出力(Δp_m,t)⁺，直至停止累加，标记此电站组合Ω_t；若ΔP_t＜0，按计算序位从高到低，逐步累加各电站向下可调出力(Δp_m,t)^-，直至 停止累加，标记此电站组合Ω_t；C为电站组合中电站数目。 

6.根据权利要求4或5所述的梯级水电站群实时优化调度方法，其特征在于，约束条件集合包括： 

(a)水量平衡 

V_m,t+1＝V_m,t+3600×(Q_m,t-q_m,t-d_m,t)Δ_t

式中：Q_m,t、q_m,t、d_m,t分别为电站m在t时段的入库流量、发电流量、弃水流量； Qn_m,t为电站m在t时段的区间流量，k、K分别为电站m上游电站标号及总数，为考虑滞时后上游电站在t时段流入电站m的流量，Δ_t为t时段对应的小时数； 

(b)电网电力电量平衡约束 

式中：p_m,t为电站m在t时段的平均出力；P_t为t时段电网总负荷； 

(c)发电流量约束 

式中：分别为电站m在t时段的发电流量上、下限； 

(d)出库流量约束 

式中：Sm,t、为电站m在t时段的出库流量及其上、下限； 

(e)面临时刻水位控制 

式中：t₀为面临时刻时段号；为电站m在t₀时段的水位；ZT_m为其控制值； 

(f)库水位控制 

式中：分别为电站m在t时段的上游水位及其上、下限； 

(g)电站出力约束 

式中：分别为电站m在t时段的电站平均出力上、下限； 

(h)电站出力爬坡限制 

式中：为电站m单时段最大出力升降限制； 

(i)电站出力波动限制 

(p_m,t-Δ+1-p_m,t-Δ)(p_m,t-p_m,t-1)≥0,Δ＝1,2,…,tv_m

式中：tv_m是电站出力升降最小间隔时段数，即在一轮出力升降过程最高、最低处需持续最少tv_m个时段。