一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法技术

本发明专利技术公开了一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法，用于解决水电优化调度过程中消纳弃水的问题。方法包括：获取水电站有弃水时段的库容及发电参数，求出时段初蓄水量与初始出库流量；再由时段初蓄水量推算出水电站最大发电流量；将最大发电流量与初始出库流量进行比较，令二者中最小值作为更新的出库流量，再通过水量平衡方程逆推求出时段初蓄水量，并进行矫正和判别，最终获得最优的时段初蓄水量及相应蓄水位。本发明专利技术原理简单，易于操作，针对水电站弃水期，通过尽可能小地调整该时段初水库蓄水位，使该时段的水电站弃水量达到最小，可以应用于实际调度生产中解决问题，具有实用性。

A method for adjusting the water level of a hydropower station for abandoning water in reverse time

The invention discloses a water level adjustment method for eliminating the water abandoning of a hydropower station in reverse time, which is used to solve the problem of removing the abandoned water in the process of optimal dispatching of hydropower. The methods include: obtaining the storage capacity and the power generation parameters of the water power station, obtaining the initial storage capacity and the initial outflow rate, and calculating the maximum power generation flow of the hydropower station by the initial storage amount of water. The excess water balance equation is used to deduce the initial storage capacity of the period, and correct and discriminate it. Finally, the optimal initial storage capacity and corresponding storage level are obtained. The principle of the invention is simple and easy to operate. By adjusting the water level of the initial reservoir as small as possible, the water level of the hydropower station in this period can be minimized. It can be applied to the actual scheduling and production to solve the problem, and it is practical.

【技术实现步骤摘要】
一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法
本专利技术涉及水能规划
，特别是一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法。
技术介绍
弃水是影响水电站经济运行的一个很重要因素，减少弃水自然成为优化调度的重要目标之一。在以往的调度过程中，当水电站有弃水风险时，为了尽量避免弃水，水电站一般会降低水位运行，通过提高电站耗水率来增加出库流量避免弃水。这种调度方式能在一定程度上降低水电站弃水的风险，但并不是最优的调度方式；预先控制水电站水位运行在低水位，需要频繁调整水电站的发电出力，对电站和电网的安全运行不利。传统弃水方法是，当水库水位达到设定的最高限制水位且水电站入库流量大于其最大发电流量时产生弃水。一种最小弃水法，其主要思想是使计算时段弃水量最小，并在满足约束条件的基础上，水库尽可能蓄高水位，以抬高发电水头，从而增加水电站发电效益。最小弃水法的弃水决策较为冗杂，需要根据调度期入库流量，对水库进行预计算后，再给出相应的弃水决策。上述的弃水方法是一种静态的弃水策略，无论对于单一水电站还是梯级水电站而言都具有一定的不合理性。针对静态弃水策略的不足，在构建水头和发电流量最佳协调条件的基础上，建立动态弃水模型。动态弃水模型为非线性多目标优化问题，计算较为复杂，在追求最佳发电流量时产生弃水量较大，造成水资源的浪费，降低了水资源的利用率。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法，可提高水资源的利用率，同时满足水电站的发电效益。本专利技术采取的技术方案为：一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法，包括：S1，获取水电站在有弃水的时段Δt中的库容参数和发电参数数据；S2，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位和出库流量Qini，并将Δt时段初蓄水量Vini作为时段初蓄水量V0的初始值，将求取的出库流量Qini作为出库流量Q的初始值；S3，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位，根据当前时段初蓄水量V0和时段末的蓄水位，求取Δt时段的最大发电流量；定义获得最大发电流量对应的时段初蓄水量为Vx，则Vx＝V0；S4，将S3求得的最大发电流量，与当前出库流量进行比较，将两者中的较小值作为更新的出库流量值，即：Q(n)＝min(Gmax,Q(n-1))；Q(n)代表更新的出库流量，Q(n-1)代表更新前的当前出库流量；S5，根据S4更新后的出库流量值，利用水量平衡方程逆推求取时段初蓄水量，然后根据水库蓄水量上下限对求取的时段初蓄水量进行校正；S6，将校正后的时段初蓄水量V0与获得最大发电量对应的时段初蓄水量Vx进行比较，判断两者之间的差值是否满足水库蓄水量变幅约束：若满足，则将校正后的时段初蓄水量V0作为最优时段初蓄水量，进行输出；若不满足，则将校正后的时段初蓄水量作为当前时段初蓄水量，转至步骤S3，重复S3至S6，直至校正后的时段初蓄水量V0满足水库蓄水量变幅约束。后续即可根据最优时段初蓄水量调整水库的蓄水位，减少后续时段的弃水问题。进一步的，本专利技术还包括步骤：S7，根据最优时段初蓄水量计算水库蓄水位，根据计算得到的水库蓄水位以及水库当前蓄水位对水库蓄水位进行调整。优选的，S1中，所述库容参数和发电参数数据包括：水电站库容特性曲线f函数、水库尾水位曲线g函数、装机容量N、发电效率系数A、时段时间间隔Δt、时段初蓄水量Vini、时段内入库流量I、时段末水库蓄水量V1、水库蓄水量上限Vmax和下限Vmin，以及水库蓄水量最大允许变幅为λ。S2中，Δt时段末的蓄水位为：Z1＝f(V1)(1)；出库流量为：Qini＝(V0-V1)/Δt+I(2)。优选的，S3包括，根据时段末蓄水量V0求取时段末蓄水位Z0：Z0＝f(V0)(3)；根据当前时段初蓄水量V0，求取当前出库流量：Q＝(V0-V1)/Δt+I(4)；尾水位为：Zd＝g(Q)(5)；Δt时段的水头为：H＝0.5(Z0-Z1)-Zd(6)；Δt时段的最大发电流量为：Gmax＝N·10000/(A·H)(7)。优选的，S5中，所述根据水库蓄水量上下限对求取的时段初蓄水量进行校正的公式为：V0＝min(Vmax,max(Vmin,V0))(8)。优选的，S6中，所述水库蓄水量变幅约束公式为：|Vx-V0|＜λ(9)。有益效果1)本专利技术提出的消纳水电站弃水的方法，不同于现有消纳弃水的方法，其原理简单，易于操作，既不需要离散水库水位或是蓄水量，也不需要进行冗杂的预计算，提高了求解精度与效率；2)本专利技术针对有弃水的时段，直接通过对水库时段初蓄水量进行试算调整，达到弃水量最小，并且该时段发电流量为最大发电流量，提高了水资源的利用率，同时满足了水电站的发电效益；3)本专利技术采用逆时递推的方式，从已知的时段末蓄水量逆推求出最优的时段初蓄水量，保证尽可能小地调整时段初蓄水量，可以应用于实际调度生产中解决弃水问题，具有实用性。附图说明图1为本专利技术逆时消纳水电站弃水的水位调整试算方法的流程示意图；图2为本专利技术逆时消纳水电站弃水的水位调整的迭代示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例进一步描述。实施例1参考图1，本专利技术逆时消纳水电站弃水的水位调整方法，包括步骤：S1，获取水电站在有弃水的时段Δt中的库容参数和发电参数数据；S2，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位和出库流量Qini，并将Δt时段初蓄水量Vini作为时段初蓄水量V0的初始值，将求取的出库流量Qini作为出库流量Q的初始值；S3，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位，根据当前时段初蓄水量V0和时段末的蓄水位，求取Δt时段的最大发电流量；定义获得最大发电流量对应的时段初蓄水量为Vx，则Vx＝V0；S4，将S3求得的最大发电流量，与当前出库流量进行比较，将两者中的较小值作为更新的出库流量值，即：Q(n)＝min(Gmax,Q(n-1))；Q(n)代表更新的出库流量，Q(n-1)代表更新前的当前出库流量；S5，根据S4更新后的出库流量值，利用水量平衡方程逆推求取时段初蓄水量，然后根据水库蓄水量上下限对求取的时段初蓄水量进行校正；S6，将校正后的时段初蓄水量V0与获得最大发电量对应的时段初蓄水量Vx进行比较，判断两者之间的差值是否满足水库蓄水量变幅约束：若满足，则将校正后的时段初蓄水量V0作为最优时段初蓄水量，进行输出；若不满足，则将校正后的时段初蓄水量作为当前时段初蓄水量，转至步骤S3，重复S3至S6，直至校正后的时段初蓄水量V0满足水库蓄水量变幅约束，S7，根据最优时段初蓄水量计算水库蓄水位，根据计算得到的水库蓄水位以及水库当前蓄水位对水库蓄水位进行调整，减少后续时段的弃水问题。本实施例中，S1中，所述库容参数和发电参数数据包括：水电站库容特性曲线f函数、水库尾水位曲线g函数、装机容量N、发电效率系数A、时段时间间隔Δt、时段初蓄水量Vini、时段内入库流量I、时段末水库蓄水量V1、水库蓄水量上限Vmax和下限Vmin，以及水库蓄水量最大允许变幅为λ。S2中，Δt时段末的蓄水位为：Z1＝f(V1)(1)；出库流量为：Qini＝(V0-V1)/Δt+I(2)。S3包括，根据时段末蓄水量V0求取时段末蓄水位Z0：Z0＝f(V0)根据当前时段初蓄水量V0，求取当前出库流量：Q＝(V0-V1)/Δt本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法，其特征是，包括：S1，获取水电站在有弃水的时段Δt中的库容参数和发电参数数据；S2，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位和出库流量Qini，并将Δt时段初蓄水量Vini作为时段初蓄水量V0的初始值，将求取的出库流量Qini作为出库流量Q的初始值；S3，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位，根据当前时段初蓄水量V0和时段末的蓄水位，求取Δt时段的最大发电流量；定义获得最大发电流量对应的时段初蓄水量为Vx，则Vx＝V0；S4，将S3求得的最大发电流量，与当前出库流量进行比较，将两者中的较小值作为更新的出库流量值，即：Q(n)＝min(Gmax,Q(n‑1))；Q(n)代表更新的出库流量，Q(n‑1)代表更新前的当前出库流量；S5，根据S4更新后的出库流量值，利用水量平衡方程，逆推求取时段初蓄水量，然后根据水库蓄水量上下限对求取的时段初蓄水量进行校正；S6，将校正后的时段初蓄水量V0与获得最大发电量对应的时段初蓄水量Vx进行比较，判断两者之间的差值是否满足水库蓄水量变幅约束：若满足，则将校正后的时段初蓄水量V0作为最优时段初蓄水量，进行输出；若不满足，则将校正后的时段初蓄水量作为当前时段初蓄水量，转至步骤S3，重复S3至S6，直至校正后的时段初蓄水量V0满足水库蓄水量变幅约束。...

【技术特征摘要】
1.一种逆时消纳水电站弃水的水位调整方法，其特征是，包括：S1，获取水电站在有弃水的时段Δt中的库容参数和发电参数数据；S2，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位和出库流量Qini，并将Δt时段初蓄水量Vini作为时段初蓄水量V0的初始值，将求取的出库流量Qini作为出库流量Q的初始值；S3，基于S1获取的参数数据，求取Δt时段末的蓄水位，根据当前时段初蓄水量V0和时段末的蓄水位，求取Δt时段的最大发电流量；定义获得最大发电流量对应的时段初蓄水量为Vx，则Vx＝V0；S4，将S3求得的最大发电流量，与当前出库流量进行比较，将两者中的较小值作为更新的出库流量值，即：Q(n)＝min(Gmax,Q(n-1))；Q(n)代表更新的出库流量，Q(n-1)代表更新前的当前出库流量；S5，根据S4更新后的出库流量值，利用水量平衡方程，逆推求取时段初蓄水量，然后根据水库蓄水量上下限对求取的时段初蓄水量进行校正；S6，将校正后的时段初蓄水量V0与获得最大发电量对应的时段初蓄水量Vx进行比较，判断两者之间的差值是否满足水库蓄水量变幅约束：若满足，则将校正后的时段初蓄水量V0作为最优时段初蓄水量，进行输出；若不满足，则将校正后的时段初蓄水量作为当前时段初蓄水量，转至步骤S3，重复S3至S6，直至校正后的时段初蓄水量V0满足水库蓄水量变幅约束。2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张高峰，郑浩，李妍，蒲桂林，文沛，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32