一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法技术

本发明专利技术属于水库调度相关技术领域，并公开了一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法。该方法包括下列步骤：S1构建待处理梯级水电站的约束条件和长期优化调度发电量最大模型；S2计算各个时段水电站之间的总发电效益微增率和总决策空间；S3将各个时段对应的总发电效益微增率按照从大到小的顺序进行排序，判断是否每个时间段对应的总决策空间是否均为零，当每个时间段对应的总决策空间均为零时，结束；否则，在所有未求解过该时段用水量的时段中选取总发电效益最大对应的时段，求解该时段对应的用水量，返回步骤S2，直至当所有时间段对应的总决策空间均为零。通过本发明专利技术，避免复杂水库群调度问题时所存在的维数灾问题。问题。问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法


[0001]本专利技术属于水库调度相关
，更具体地，涉及一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法。

技术介绍

[0002]多年来，国内外诸多学者对水库优化调度理论和方法进行大量研究，提出线性规划、非线性规划、动态规划、智能计算等方法，现如今已经取得了丰富的成果，其中动态规划方法是目前最成熟，最有效的求解方法。但动态规划方法从本质上来说仍是一种枚举方法，随着状态数的增多，计算复杂度呈指数增长，产生“维数灾”问题，导致计算时间大幅增加，甚至无法得到问题的解。因此，寻找一种新的梯级水库调度方法，避开维数灾问题，快速计算得到问题的解，具有重要意义。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于发电效益微增率排序的水电站梯级水库调度方法，解决水库调度方法动态规划在计算复杂水库群调度问题时所存在的维数灾问题。
[0004]为实现上述目的，按照本专利技术，提供了一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法，该方法包括下列步骤：
[0005]S1将待处理梯级水电站中每个水电站的调度期划分为多个时间段，构建待处理梯级水电站的约束条件和长期优化调度发电量最大模型；
[0006]S2利用所述发电量最大模型计算每个水电站的每个时段的发电效益微增率和决策空间，并以此计算各个时段水电站之间彼此关联形成的总发电效益微增率和总决策空间；
[0007]S3将各个时段对应的总发电效益微增率按照从大到小的顺序进行排序，判断是否每个时间段对应的总决策空间是否均为零，当每个时间段对应的总决策空间均为零时，结束；否则，在所有未求解过该时段用水量的时段中选取所述总发电效益最大对应的时段，求解该时段对应的用水量，返回步骤S2，直至当所有时间段对应的总决策空间均为零。
[0008]进一步优选地，在步骤S1中，所述约束条件包括：
[0009](1)水量平衡约束
[0010]V
t
(t)＝V0(t)+(I(t)
‑
Q
fd
(t)
‑
Q
qs
(t))
×
Δt
[0011]式中，V
t
为时段末蓄水量，V0为时段初蓄水量，I
t
为时段来水，Q
fd
为发电流量，Q
qs
为弃水流量，Δt为时段间隔；
[0012](2)库水位约束
[0013]V
min
≤V
t
(t)≤V
max
[0014]V
min
为最小水位对应库容，V
max
为最大水位对应库容；
[0015](3)水位库容曲线约束
[0016]Z
sy
(t)＝f
ZV
[V(t)][0017]Z
sy
(t)为t时段上游水位，f
ZV
代表水位库容关系曲线；
[0018](4)尾水位下泄曲线约束
[0019]Z
xy
(t)＝f
ZQ
[Q
fd
(t)][0020]Z
xy
为下游水位，f
ZQ
代表尾水位与发电流量关系曲线；
[0021](5)发电流量约束
[0022]Q
fd
≤Q
max
[0023]发电流量最大值Q
max
应与闸门泄流能力以及出力限制有关。
[0024]进一步优选地，在步骤S1中，所述长期优化调度发电量最大模型按照下列进行：
[0025][0026]N
t
＝KQ
t
H
t
[0027]其中，E表示总发电量，N
t
表示时段发电量，K表示水电站出力系数，Q
t
表示t时段发电流量，H
t
表示发电水头。
[0028]进一步优选地，在步骤S2中，所述每个水电站的发电效益增率按照下列公式计算：
[0029][0030]其中，E为各个水电站的总发电效益，Q
t
为该水电站在t时段的用水量，b
t
为该水电站在t时段的发电效益微增率，表征单位水量用于该时段发电带来的效益。
[0031]进一步优选地，在步骤S2中，所述每个水电站每个时段对应的决策空间按照下列公式计算：
[0032][0033]其中，为第i个水库在t时段的决策空间，为第i个水库在t时段的最小下泄流量，为第i个水库在t时段的最大下泄流量，为第i个水库在t时段的可用水量，为第i个水库的允许最大蓄水量，表示第i个水库在t时段之后所有时段预留水量中的最大值。
[0034]进一步优选地，所述每个水电站每个时段对应的决策空间按照下列步骤计算获得：
[0035]S21计算第i个水库t时段末蓄水量
[0036][0037][0038]其中，是第i个水库t时段的初蓄水量，I
i
(t)是第i个水库t时段的来水量，Q
i
(t)是第i个水库t时段的用水量，i是水库的编号，n是水库的总数量，t是时段，T是时段的总数量；
[0039]S22逆推计算得到各时段预留水量
[0040][0041]其中，是水库i在t时段前一时段的预留水量，是水库i在t时段的预留水量，I
i
(t)是水库i在t时段的来水量；
[0042]S23计算各水库各时段可用水量
[0043][0044]其中，表示水库i在t时段的可用水量，水库i的t时段末蓄水量，表示水库i在t时段的预留水量。
[0045]S24计算各水库各时段本库决策空间
[0046]进一步优选地，在步骤S2中，所述总发电效益增率按照下列关系计算：
[0047]b
s
＝b0+b
i
[0048]其中，b
s
为总发电效益微增率，b0为上游水库在计算时段的本库发电效益微增率，b
i
为下游水库在i时段的本库发电效益微增率。
[0049]进一步优选地，所述总决策空间按照下列公式计算：
[0050]若t0＝t
i
，总决策空间为：Q
js
＝min{Q
j
(t0)，Q
j
(t
i
＝t0)}；
[0051]若t0＜t
i
，总决策空间为：Q
js
＝min{Q
j
(t0)，Q
j
(t
i
＝t0)，V
max
‑
max{V
t
(t
i
)}}；
[0052]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：S1将待处理梯级水电站中每个水电站的调度期划分为多个时间段，构建待处理梯级水电站的约束条件和长期优化调度发电量最大模型；S2利用所述发电量最大模型计算每个水电站的每个时段的发电效益微增率和决策空间，并以此计算各个时段水电站之间彼此关联形成的总发电效益微增率和总决策空间；S3将各个时段对应的总发电效益微增率按照从大到小的顺序进行排序，判断是否每个时间段对应的总决策空间是否均为零，当每个时间段对应的总决策空间均为零时，结束；否则，在所有未求解过该时段用水量的时段中选取所述总发电效益最大对应的时段，求解该时段对应的用水量，返回步骤S2，直至当所有时间段对应的总决策空间均为零。2.如权利要求1所述的一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法，其特征在于，在步骤S1中，所述约束条件包括：(1)水量平衡约束V
t
(t)＝V0(t)+(I(t)
‑
Q
fd
(t)
‑
Q
qs
(t))
×
Δt式中，V
t
为时段末蓄水量，V0为时段初蓄水量，I
t
为时段来水，Q
fd
为发电流量，Q
qs
为弃水流量，Δt为时段间隔；(2)库水位约束V
min
≤V
t
(t)≤V
max
V
min
为最小水位对应库容，V
max
为最大水位对应库容；(3)水位库容曲线约束Z
sy
(t)＝f
ZV
[V(t)]Z
sy
(t)为t时段上游水位，f
ZV
代表水位库容关系曲线；(4)尾水位下泄曲线约束Z
xy
(t)＝f
ZQ
[Q
fd
(t)]Z
xy
为下游水位，f
ZQ
代表尾水位与发电流量关系曲线；(5)发电流量约束Q
fd
≤Q
max
发电流量最大值Q
max
应与闸门泄流能力以及出力限制有关。3.如权利要求1或2所述的一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法，其特征在于，在步骤S1中，所述长期优化调度发电量最大模型按照下列进行：N
t
＝KQ
t
H
t
其中，E表示总发电量，N
t
表示时段发电量，K表示水电站出力系数，Q
t
表示t时段发电流量，H
t
表示发电水头。4.如权利要求2所述的一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法，其特征在于，在步骤S2中，所述每个水电站的发电效益增率按照下列公式计算：
其中，E为各个水电站的总发电效益，Q
t
为该水电站在t时段的用水量，b
t
为该水电站在t时段的发电效益微增率，表征单位水量用于该时段发电带来的效益。5.如权利要求1所述的一种基于发电效益微增率排序的梯级水电站水库调度方法，其特征在于，在步骤S2中，所述每个水电站每个时段对应的决策空间按照下列公式计算：其中，为第i个水库在t时段的决策空间，为第i个水库在t时段的最小下泄流量，为第i个水库在t时段的最大下泄流量，为第i个水库在t时段的可用水量，为第i个水库的允许最最大蓄水量，表示第i个水库在t时段之后所有时段预留水量中的最大值。6.如权利要求5所述的一种基于发电效益微增率排序的梯...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍永刚，胡兴昶，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：