[发明专利]一种梯级水电站联合运行水位控制断面优选方法

说明书

技术领域

本发明属于水力学与统计学的交叉技术领域，更具体地，涉及一种梯级水电站联合发电优化运行水位控制断面优选方法。该方法能够为流域管理机构进行梯级联合发电调度快捷建模提供决策变量。

背景技术

梯级水电站间存在水力和电力联系，不仅存在水流迟滞，某些梯级水电站间还存在水头衔接关系，因此，梯级间水位控制对梯级水电站联合运行、充分利用河流水位落差十分重要。通常，需分别采用上下游水电站坝前水位作为各水电站的决策变量。但由于梯级间洪水传播存在延时，还需进行两坝间河道洪水演算或通过流量平移进行简化处理，计算量十分庞大。因此，两坝间某断面水位若能正确反映不同来水情势下两水电站坝前水位的关系，将会使梯级联合发电优化调度计算快捷和高效。如何合理的选择梯级间河道某一断面水位来代表两坝前水位，直接关系到梯级上下游水电站发电水头和出力的计算精度、以及水电站实际生产中工况的快速调节性能，对实现梯级联合优化调度、提高梯级总出力具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种梯级水电站联合运行水位控制断面优选方法，通过梯级水电站两坝间沿程水面线水力学模拟生成了待选断面水位集合，建立了断面水位特征值计算公式，采用梯级水电站两坝间一维水动力学模拟，生成两坝间待选断面在不同流量方案下的水位集合，据此计算两坝间河道不同断面水位的稳定性、敏感性、相关性等三种特征值，并结合梯级水电站两坝间河道特点，优选一个合适的控制断面。该断面水位作为梯级水电站联合发电优化调度快捷建模的决策变量，能够实现梯级电站联合发电优化调度的实时响应和控制。

本发明提供一种梯级水电站联合运行水位控制断面优选方法，包括以下步骤：

步骤1在梯级水电站间河道上选择多个待选断面a₁～a_N,N表示所述待选断面个数；

步骤2根据所述待选断面a₁～a_N以及上游入口断面水位和下游出口断面水位，选择m个不同的组合工况，其中每个组合工况包括一个上游水电站下泄流量和一个下游水电站坝前水位，针对每个组合工况进行沿程水位过程线计算，得到所述待选断面a₁～a_N的水位集合h₁～h_N、所述上游入口断面的水位集合h_up和所述下游出口断面的水位集合h_down：

h_i＝[h_i,1,h_i,2,…,h_i,m],i＝1,…,N

h_up＝[h_{up_1},h_{up_2},…,h_{up_m}]

h_down＝[h_{down_1},h_{down_2},…,h_{down_m}]

其中，h_i,j、h_{up_j}和h_{down_j}分别表示待选断面a_i、所述上游入口断面和所述下游出口断面在第j种组合工况下的水位，j＝1,2,…,m；m表示所述组合工况的数量；

步骤3在获得所述水位集合h₁～h_N后，进行所述待选断面a₁～a_N水位的特征值计算，其中，所述特征值包括以下三种：

(1)断面水位稳定性：