本发明专利技术涉及水电调度技术领域，公开了一种单水电站水力机组优化调度方法、装置、设备及介质，该方法包括：根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义；基于拉格朗日对偶分解法确定优化目标求得最优解对应的最优性条件；基于最优性条件对问题定义进行简化，得到简化的等价问题定义；根据简化的等价问题定义对单水电站机组组合问题进行求解，得到单水电站水力机组优化调度方案。由于采用拉格朗日对偶分解法确定了优化目标求得最优解对应的最优性条件，基于最优性条件对问题定义进行简化再求解确定优化调度方法，达到了减少计算时间的效果，解决了相关技术中存在的确定单水电站水力机组优化调度方案所需的计算时间较长的问题。需的计算时间较长的问题。需的计算时间较长的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种单水电站水力机组优化调度方法、装置、设备及介质
[0001]本专利技术涉及水电调度
，具体涉及一种单水电站水力机组优化调度方法、装置、设备及介质。
技术介绍
[0002]随着水电的发展，对单水电站机组组合问题进行研究具有重要意义，单水电站机组组合问题指在对单水电站整体约束的前提下，对该水电站中的水力机组进行优化调度，即为每个水力机组在一个调度周期内确定最佳发电计划。在机组组合问题中还需要考虑水力发电模型中的很多约束，例如流量平衡约束、可行的水流量约束等等。
[0003]现有的解决机组组合问题的方法主要有启发式算法、混合整数规划方法。其中，启发式算法是一种基于直观或经验构造的算法，在可接受的计算时间要求下给出待解决机组组合问题的一个可行解，如模拟退火、遗传算法、人工神经网络等方法，启发式算法存在难以确定最优解、可解释性差的问题。混合整数规划方法能够找到问题的最优解或近似最优解，但是存在计算速度慢的问题。因此，现有技术中存在确定单水电站水力机组优化调度方案所需的计算时间较长的问题。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种单水电站水力机组优化调度方法、装置、设备及介质，以解决确定单水电站水力机组优化调度方案所需的计算时间较长的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种单水电站水力机组优化调度方法，包括：根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义；基于拉格朗日对偶分解法确定优化目标求得最优解对应的最优性条件；基于最优性条件对问题定义进行简化，得到简化的等价问题定义；根据简化的等价问题定义对单水电站机组组合问题进行求解，得到单水电站水力机组优化调度方案。
[0006]在本专利技术实施例中，根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义，基于拉格朗日对偶分解法确定优化目标求得最优解时对应的最优性条件，基于该最优性条件对问题定义进行简化，得到简化的等价问题定义，然后使用简化的等价问题定义对单水电站机组组合问题进行求解，得到单水电站水力机组优化调度方案。由于采用拉格朗日对偶分解法确定了优化目标求得最优解对应的最优性条件，实现了使机组组合问题找到最优解，继而确定单水电站水力机组优化调度方案的目的。基于最优性条件对问题定义进行简化再求解，达到了降低了计算复杂度、提高计算速度、减少计算时间的效果，进而解决了相关技术中存在的确定单水电站水力机组优化调度方案所需的计算时间较长的问题。
[0007]在一种可选的实施方式中，优化目标以及约束条件包括：总水流量最小以及发电功率大于等于需求功率或者总功率最大以及发电水流量小于等于需求水流量。
[0008]在本专利技术实施例中，给出了两种不同的优化目标以及对应的约束条件，对单水电
站水力机组优化调度的适用场景进行扩展，达到了提高方法适用性的目的。
[0009]在一种可选的实施方式中，当优化目标以及约束条件为总水流量最小以及发电功率大于等于需求功率时，根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义，包括：基于实际运行的水力机组的总水流量最小建立目标函数；基于实际运行的水力机组的发电功率大于等于需求功率建立约束条件，发电功率由水电站的工作水头和水力机组的工作流量确定，工作流量大于等于水流量下界且小于等于水流量上界。
[0010]在本专利技术实施例中，在优化目标为总水流量最小、约束条件为发电功率大于等于需求功率的情况下，实现了根据优化目标、约束条件、水流量上下界合理地对机组组合问题进行问题定义的目的。
[0011]在一种可选的实施方式中，基于拉格朗日对偶分解法确定优化目标求得最优解对应的最优性条件，包括：获取单水电站水力机组间的发电效率函数关系，所述发电效率函数关系为当水力机组间的水流量成比例关系时发电效率相等；根据单水电站机组组合问题对应的问题定义构建拉格朗日函数；对拉格朗日函数求导；基于发电效率函数关系以及求导后的拉格朗日函数确定总水流量最小对应的最优性条件。
[0012]在本专利技术实施例中，由于求导值为零对应总水流量最小，对构建的拉格朗日函数求导后基于发电效率函数关系确定最优性条件，达到了确定优化目标求得最优解时对应的最优性条件的目的。
[0013]在一种可选的实施方式中，总水流量最小对应的最优性条件为所有实际运行的水力机组效率相同且效率最大。
[0014]在本专利技术实施例中，通过给出优化目标求得最优解对应的最优性条件，达到了使水电站机组组合问题快速求得最优解的目的。
[0015]在一种可选的实施方式中，根据简化的等价问题定义对单水电站机组组合问题进行求解，得到单水电站水力机组优化调度方案，包括：获取单水电站的需求功率；采取启发式方法确定实际运行的水力机组；根据所述需求功率、简化的等价问题定义以及所述实际运行的水力机组计算水力机组的效率和工作流量，得到单水电站水力机组优化调度方案。
[0016]在本专利技术实施例中，由于简化的等价问题定义降低了机组组合问题计算的复杂度，因此使用简化的等价问题定义计算水力机组的效率和工作流量达到了提高计算速度以及减少计算时间的效果。
[0017]第二方面，本专利技术提供了一种单水电站水力机组优化调度装置，包括：第一确定模块，用于根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义；第二确定模块，用于基于拉格朗日对偶分解法确定优化目标求得最优解对应的最优性条件；得到模块，用于基于最优性条件对问题定义进行简化，得到简化的等价问题定义；求解模块，用于根据简化的等价问题定义对单水电站机组组合问题进行求解，得到单水电站水力机组优化调度方案。
[0018]在一种可选的实施方式中，优化目标以及约束条件包括：总水流量最小以及发电功率大于等于需求功率或者总功率最大以及发电水流量小于等于需求水流量。
[0019]在一种可选的实施方式中，当优化目标以及约束条件为总水流量最小以及发电功率大于等于需求功率时，第一确定模块包括：目标函数构建单元，用于基于实际运行的水力机组的总水流量最小建立目标函数；约束条件构建单元，用于基于实际运行的水力机组的
发电功率大于等于需求功率建立约束条件，发电功率由水电站的工作水头和水力机组的工作流量确定，工作流量大于等于水流量下界且小于等于水流量上界。
[0020]在一种可选的实施方式中，第二确定模块包括：函数关系获取单元，用于获取单水电站水力机组间的发电效率函数关系，所述发电效率函数关系为当水力机组间的水流量成比例关系时发电效率相等；拉格朗日函数构建单元，用于根据单水电站机组组合问题对应的问题定义构建拉格朗日函数；求导单元，用于对拉格朗日函数求导；最优性条件确定单元，用于基于发电效率函数关系以及求导后的拉格朗日函数确定总水流量最小对应的最优性条件。
[0021]在一种可选的实施方式中，总水流量最小对应的最优性条件为所有实际运行的水力机组效率相同且效率最大。
[0022]在一种可选的实施方式中，求解模块包括：需求功率获取单元，用于获取单水电站的需求功率；运行机本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种单水电站水力机组优化调度方法，其特征在于，所述方法包括：根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义；基于拉格朗日对偶分解法确定所述优化目标求得最优解对应的最优性条件；基于所述最优性条件对所述问题定义进行简化，得到简化的等价问题定义；根据所述简化的等价问题定义对单水电站机组组合问题进行求解，得到单水电站水力机组优化调度方案。2.根据权利要求1所述的单水电站水力机组优化调度方法，其特征在于，所述优化目标以及约束条件包括：总水流量最小以及发电功率大于等于需求功率或者总功率最大以及发电水流量小于等于需求水流量。3.根据权利要求2所述的单水电站水力机组优化调度方法，其特征在于，当优化目标以及约束条件为总水流量最小以及发电功率大于等于需求功率时，所述根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义，包括：基于实际运行的水力机组的总水流量最小建立目标函数；基于实际运行的水力机组的发电功率大于等于需求功率建立约束条件，所述发电功率由水电站的工作水头和水力机组的工作流量确定，所述工作流量大于等于水流量下界且小于等于水流量上界。4.根据权利要求3所述的单水电站水力机组优化调度方法，其特征在于，所述基于拉格朗日对偶分解法确定所述优化目标求得最优解对应的最优性条件，包括：获取单水电站水力机组间的发电效率函数关系，所述发电效率函数关系为当水力机组间的水流量成比例关系时发电效率相等；根据单水电站机组组合问题对应的问题定义构建拉格朗日函数；对所述拉格朗日函数求导；基于所述发电效率函数关系以及求导后的拉格朗日函数确定总水流量最小对应的最优性条件。5.根据权利要求4所述的单水电站水力机组优化调度方法，其特征在于，总水流量最小对应的最优性条件为所有实际运行的水力机组效率相同且效率最大。6.根据权利要求5所述的单水电站水力机组优化调度方法，其特征在于，所述根据所述简化的等价问题定义对单水电站机组组合问题进行求解，得到单水电站水力机组优化调度方案，包括：获取单水电站的需求功率；采取启发式方法确定实际运行的水力机组；根据所述需求功率、简化的等价问题定义以及所述实际运行的水力机组计算水力机组的效率和工作流量，得到单水电站水力机组优化调度方案。7.一种单水电站水力机组优化调度装置，其特征在于，所述装置包括：第一确定模块，用于根据优化目标以及约束条件确定单水电站机组组合问题对应的问题定义；第二确定模块，用于基于拉格朗日对偶分解法确定所述优化目标求得最优解对应的最优性条件；得到模块，用于基于所...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨訸，王轶申，林龙，史存存，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：
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