[发明专利]一种考虑梯级动态水流滞时的短期优化调度模型

说明书

本发明涉及电网技术领域，公开了一种考虑梯级动态水流滞时的短期优化调度模型，包括：构建原始模型；构建多段实数滞时的混合整数线性规划模型；利用分段线性化方法对水位－库容的二维非线性关系进行线性化；利用分段线性方法对尾水位－泄量的二维非线性关系进行线性化；利用三维线性插值法对电站动力特性曲线的三维非线性关系进行线性化；将考虑梯级动态水流滞时短期优化调度的原始模型转化为混合整数线性规划模型；利用混合整数线性规划模型，对梯级水电站群进行优化调度。本发明能在梯级水电站短期优化调度中精细化描述水流滞时。

技术领域

本发明涉及电网规划和调度运行技术领域，尤其涉及一种考虑梯级动态水流滞时的短期优化调度模型。

背景技术

我国西南地区梯级水电主要集中于大江大河的干流，这些河流的主要特点之一是水能富集地区河段长度大，上游至下游延绵数千公里，这使得梯级水电站上下游距离远，上游水库的出库量要经过一段时间才能成为下游水库的入库流量，即存在水流滞时。梯级间水流滞时作为衡量梯级水电站群水力联系密切程度的指标，直接影响了下游电站时段内的水量平衡关系，进而间接影响水电站调度过程。当梯级水电站中有径流式电站时，水流滞时对调度的影响更加显著。因此，合理、准确描述水流滞时特性对梯级水电站群短期优化调度尤为重要。

现有技术中，针对水流滞时特性对梯级水电站群短期优化调度的影响采取的措施主要包括：(1)将水流滞时忽略不计；(2)恒定滞时，即调度期间水流滞时为一个固定的常数；(3)分段整数滞时，即调度期内水流滞时与流量为分段函数关系，且为调度时段的整数倍；(4)非线性滞时，即调度期内水流滞时与流量为非线性关系。然而，上述技术方案中，均未对水流滞时的动态变化进行精细化描述，导致梯级水电站群短期调度存在偏差。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑梯级动态水流滞时的短期优化调度模型，其能精细化描述水流滞时的分段与实数动态变化特性，从而构建短期优化调度的混合整数线性规划模型，进而有助于减少梯级水电站群的短期调度偏差。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种考虑梯级动态水流滞时的短期优化调度模型，包括以下步骤：

获取考虑梯级动态水流滞时的调度期内梯级水电站群发电量之和最大的目标函数，构建原始模型；

构建多段实数滞时的混合整数线性规划模型；

利用分段线性化方法对水位－库容的二维非线性关系进行线性化；

利用分段线性方法对尾水位－泄量的二维非线性关系进行线性化；

利用三维线性插值法对电站动力特性曲线的三维非线性关系进行线性化；

根据所述多段实数滞时的混合整数线性规划模型、所述水位－库容的线性化、所述尾水位－泄量的线性化以及所述电站动力特性曲线的线性化，将考虑梯级动态水流滞时短期优化调度的所述原始模型转化为混合整数线性规划模型；

利用所述混合整数线性规划模型，对梯级水电站群进行优化调度。

作为优化方案，所述获取考虑梯级动态水流滞时的调度期内梯级水电站群发电量之和最大的目标函数，构建原始模型具体包括：

获取考虑梯级动态水流滞时的调度期内梯级水电站群发电量之和最大的目标函数，所述目标函数的数学表达为：

其中，j为电站编号，J为电站总数，t为时段编号，T为时段总数，p_j,t为电站j在t时段的出力，Δt为时段步长；

所述原始模型的约束条件包括：

水量平衡方程：