多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法技术

本发明专利技术公开了多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，包括以下过程：S1，以发电效益最大化为目标建立目标函数；S2，建立目标函数的约束条件；S3，求解目标函数，获取梯级水电站中各个电站水库的短期调度过程。本发明专利技术方法确定各个水电站水库的短期调度过程，使得系统发电效益最大。

【技术实现步骤摘要】
多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法
本专利技术属于梯级水电站优化调度
，具体涉及多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法。
技术介绍
随着电力市场化改革力度的持续加大，使得越来越多清洁、廉价、高效、可持续的水电参与电力市场竞争、实现资源的优化配置。但是，由于水电存在来水不确定性、各水库调节性能差异大、密切的梯级水力联系等复杂特性，水电发电企业能否按照电力市场交易成交电量调度存在很大的不确定性，水电参与电力市场面临诸多困难。同时，市场环境下的梯级调度不再是追求发电量最大，而是在符合国家清洁能源政策的前提下，实现水电效益的最大化。因此，以多元电力市场和多重不确定影响因素下的北盘江梯级水电价格演化机理为基础，基于电价因子，提出实用化的电力市场条件下北盘江流域梯级水电站群调度模型，是需要重点解决的关键问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供了多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，确定各个水电站水库的短期调度过程，使得系统发电效益最大。为解决上述技术问题，本专利技术提供了多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，其特征是，包括以下过程：S1，以发电效益最大化为目标建立目标函数；S2，建立目标函数的约束条件；S3，求解目标函数，获取梯级水电站中各个电站水库的短期调度过程。进一步的，目标函数的表达式为：其中：F为发电效益函数；T、M为调度期时段数目和水电站数目；为水电站m在t时段的出力和电价；Δt为时段t小时数，Elm为m号电站控制期后滞时电量，为m号电站控制期后平均电价。进一步的，约束条件包括：(1)水量平衡其中：为水库m时段t+1初蓄水量，为水库m时段t初蓄水量；分别为水库m在t时段的总入库流量、发点流量和弃水流量；表示m号水电站t时段区间入库流量，对于最上游电站则为总入库流量；Km为m号水电站的直接上游电站数目；Um为m号水电站直接上游电站标号数组；以函数f(m,Um[k],t)计算m号水电站的第k个直接上游电站各时段出库流量在时段t流达电站m的总和，lk,m表示m号水电站的第k个直接上游电站与m号电站间的最大最小水流滞时时段数；表示m号水电站的直接上游Um[k]号电站在n时段的出库于t时段流达m号电站的流量；为Um[k]号水电站的出库流量对应的滞时时段数；(2)末水位控制其中：为水库m调度期末水位，zendm为其控制目标值；(3)发电流量约束其中：为水库m在t时段的最大发电引用流量；(4)电站出力约束其中：为水电站m在t时段的最小、最大出力限制；(5)梯级总出力限制其中：ht，表示水电系统总出力下、上限；(6)电网分区出力限制系统包括若干一级子分区和机组，各一级子分区同样可包括若干二级子分区和机组，依此类推，则：其中，表示i号分区第t时段出力下上限；为i号分区总有效出力；I表示分区总数；表示计算i号分区t时段有效出力的递归函数；(7)库水位约束其中：表示m号水电站t时段初水位及其上下限；(8)出库流量约束其中：为水库m在t时段的最小综合用水约束、最大出库流量限制；(9)水电站振动区约束其中：表示m号水电站t时段第k个出力振动区的上下限，与有关，为m号水电站t时段平均尾水位；(10)最小开机出力约束其中：pminm表示m号水电站最小开机出力，即大于pminm或为0；(11)水电站出力爬坡限制其中：Δpm表示m号水电站相邻时段最大出力升降限制；(12)水电站出力波动限制其中：tνm是m号水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点需持续最少tνm个时段；(13)最小出力升降时段数限制m号水电站出力上升开始至下降开始，或由下降开始至上升开始的时间间隔不少于tνm个时段。进一步的，采用关联搜索方法求解目标函数。进一步的，求解目标函数过程中以发电流量为决策变量。进一步的，单步关联搜索过程由初始搜索、影响范围扩张、影响范围边缘修正和出入库水量差修正四种基本操作构成。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：本专利技术的多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，确定各个水电站水库的短期调度过程，使得系统发电效益最大。附图说明图1为三变量关联搜索方法示意图：(a)满足出力波动约束的搜索模式(b)满足出力波动和出力爬坡约束的搜索模式；图2为三变量关联搜索出力过程图；图3为关联搜索模式示意图；图4为满足机组出力波动限制的局部调整；图5为满足流量升降时段数的局部修正；图6为满足流量调整时段边缘爬坡约束的局部调整；图7为满足流量调整时段边缘发电流量平稳性的局部调整；图8为满足出入库水量差不变的局部调整中的流量时段关联约束；图9为水量平衡示意图；图10为单一水电站可行解相邻域构造过程；图11为下游水库群调蓄示意图；图12为北盘江流域梯级电站拓扑图；图13为一天内不同电站不同时间段电价；图14为发电效益最大枯水期典型日计算结果-各电站出力；图15为发电效益最大枯水期典型日计算结果-梯级总出力；图16为发电效益最大枯水期典型日计算结果-各电站水位；图17为发电效益最大汛期典型日计算结果-各电站出力；图18为发电效益最大汛期典型日计算结果-梯级总出力；图19为发电效益最大汛期典型日计算结果-各电站水位。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。给定调度期内入库流量过程和水库始末水位，在考虑各种约束条件下，确定各个具有长期调节能力的水电站水库的短期调度过程，使得系统发电效益最大。该模型是适用于市场条件下，根据峰谷、丰枯电价的差异下，发电企业对下辖梯级水电站进行优化调度的情况。本专利技术的多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，包括以下过程：步骤1，以发电效益最大化为目标建立目标函数。目标函数的表达式为：其中：F为发电效益函数；T、M为调度期时段数目和水电站数目；为水电站m在t时段的出力和电价；Δt为时段t小时数，Elm为m号电站控制期后滞时电量，为m号电站控制期后平均电价。步骤2，建立目标函数的约束条件。约束条件包括：(1)水量平衡其中：为水库m时段t+1初蓄水量，为水库m时段t初蓄水量；分别为水库m在t时段的总入库流量、发点流量和弃水流量；表示m号水电站t时段区间入库流量，对于最上游电站则为总入库流量；Km为m号水电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，其特征是，包括以下过程：/nS1，以发电效益最大化为目标建立目标函数；/nS2，建立目标函数的约束条件；/nS3，求解目标函数，获取梯级水电站中各个电站水库的短期调度过程。/n

【技术特征摘要】
1.多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，其特征是，包括以下过程：
S1，以发电效益最大化为目标建立目标函数；
S2，建立目标函数的约束条件；
S3，求解目标函数，获取梯级水电站中各个电站水库的短期调度过程。


2.根据权利要求1所述的多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，其特征是，目标函数的表达式为：



其中：F为发电效益函数；T、M为调度期时段数目和水电站数目；为水电站m在t时段的出力和电价；Δt为时段t小时数，Elm为m号电站控制期后滞时电量，为m号电站控制期后平均电价。


3.根据权利要求1所述的多约束条件下梯级水电站短期优化调度方法，其特征是，约束条件包括：
(1)水量平衡



其中：为水库m时段t+1初蓄水量，为水库m时段t初蓄水量；分别为水库m在t时段的总入库流量、发点流量和弃水流量；Δt为时段t小时数；
(2)末水位控制



其中：为水库m调度期末水位，zendm为其控制目标值；
(3)发电流量约束



其中：为水库m在t时段的最大发电引用流量；
(4)电站出力约束



其中：为水电站m在t时段的最小、最大出力限制；
(5)梯级总出力限制



其中：ht，表示水电系统总出力下、上限；
(6)电网分区出力限制
系统包括若干一级子分区和机组，各一级子分区同样可包括若干二级子分区和机组，依此类推，则：



其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛阔，李泽宏，廖胜利，武新宇，楼楠，陈恩黔，周凌安，宋万礼，肖鹏，余玲，吴永琦，王荣欣，
申请(专利权)人：贵州黔源电力股份有限公司，大连理工大学，
类型：发明
国别省市：贵州;52