[发明专利]一种结合聚合水库和模拟优化的梯级水电站优化调度规则制定方法

权利要求书

1.一种结合聚合水库和模拟优化的水电站优化调度规则制定方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1.聚合水库抽样随机动态规划阶段

以梯级蓄能作为状态变量，构建聚合水库抽样随机动态规划模型，如式(1)-(3)：

f^t,n(SE^t)＝[B^t,n(SE^t,P^t)+g^t+1,n(SE^t+1)] (2)

其中，SE^t为梯级水电站在t时段初的蓄能；N为年径流序列抽样数目；f^t,n(SE^t)为t时段初在第n种径流抽样下的效益；F^t(SE^t)为t时段初SE^t下的目标函数；B^t,n(SE^t,P^t)为t时段初径流抽样t、SE^t状态下，梯级总出力决策为P^t时的局部效益函数；g^t+1,n(SE^t+1)为t时段末状态为SE^t+1时的余留期效益函数；T0为一年内时段数，以月为时段时，T0＝12；n0为径流抽样编号；

蓄能SE^t按照式(4)计算：

其中，M为梯级中水电站数目；e_m为水电站m发电系数；为水电站m在t时段初的蓄水量；为水电站m在t时段初的蓄水量下限；为以上水量的重心高度；为由库容计算库水位的函数；为以库水位计算平均发电水头的函数；

模型求解方法与单库抽样随机动态规划相同，即由最后一个时段向前，依次求解各状态下的最优决策和最优效益，反复若干次至得到稳定决策为止，得到梯级的初始蓄能调度规则；

考虑梯级总出力下限约束，则其中，为电站m在t时段的发电量，P为梯级保证出力，a为惩罚系数，为水电站m在t时段初的出力；

步骤2.模拟优化模型构建

在历史径流序列上，构建模拟优化模型如下：

其中，R为需要优化的水电站调度规则；F为目标函数；T为历史径流序列时段数；和为水电站m在t时段初和t时段末的库水位；为水电站m在t时段下游平均水位；为水电站m在t时段初的入库水量；为水电站m在t时段初的出库水量，包括发电水量和弃水量；为水电站m在t时段初的蓄水量及其上限、下限；为水电站m在t时段初的出力和平均出力；为水电站m在t时段初的出库流量下限；

步骤3.求解模拟优化模型

采用遗传算法，设定i＝1、2、3、4，其中，SE0_i,t为步骤1中采用聚合水库抽样随机动态规划计算的结果中时段t第i个变量的值，为限定变量SE_i,t取值范围的步长；

在求解过程中，遗传算法个体适应值采用模拟调度计算，计算中在每个时段以SE_1,t、SE_2,t、SE_3,t、SE_4,t定义的规则曲线确定梯级总出力，其中t＝1,2,…,12；以为目标进行梯级水电站间的负荷分配，其中，为各水电站m在t时段末蓄水量为时，由t时段末至水库放空或蓄满时的平均发电水头，为同一时期发电用水量的期望值；

在模拟优化中，需考虑最小出库流量约束，则目标函数为：

其中，为水电站m在t时段初的出库流量及其下限，b为惩罚系数。