【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水电站调度优化，特别是涉及一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法。
技术介绍
1、不同梯级水电站群在装机容量、调节性能、水文特性和上网环境等方面差异非常大，致使梯级水电站群短期发电调度问题极其复杂，经过国内外学者近半个世纪的不懈努力，该问题的求解框架基本稳定，即先确定电站出力再分配到机组。然而，这种求解框架面临两大瓶颈问题：首先需要循环执行电站出力计算与机组出力分配才能确保水库水量平衡，其次需要反复校核复杂的电站和机组约束，这两大难题严重制约了当前大多数优化算法的求解效率和求解质量。
2、多年来，国内外学者针对水电短期调度问题开展了很多创新性的研究，大致分为两类：①直接以电站为计算单元，或者将机组约束聚合成电站约束，再以电站为计算单元获得各时段出力过程，然后由电厂根据经验或者厂内自动发电控制系统分配到各机组执行，但电站约束并不能完全等同于机组约束，导致日前制定的短期调度计划与次日的实际调度结果存在一定的差距。②以电站和机组为计算单元建立电站出力优化模型和厂内经济运行模型，循环执行电站出力计算与机组出力分配直至水库水量平衡，这类成果在一定程度上克服了直接以电站为对象的缺陷，但需要进行大量循环计算和反复校核复杂的电站与机组约束，耗时会大大增加。
技术实现思路
1、传统梯级水电站群短期调度策略通常是先确定电站出力再分配到机组，但这种策略需要循环校正电站与机组约束才能保证水量平衡，严重影响计算效率和解集质量，本专利技术直接以机组为计算对象，构建出
2、本专利技术提供了一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，首先根据安全水位的上下限设定初始水位经济区上下限；然后提出以机组为基本计算单元的层推法，结合多核并行禁忌增量动态规划法，制定不同水位经济区下的出力过程；最后将最大梯级发电量所对应的水位经济区更新为当前电站的水位经济区，按电站上下游顺序逐个更新水位经济区，直至梯级发电量误差满足精度要求，得到水电站水位经济区及机组出力过程。
3、优选的，一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，具体操作步骤如下：
4、步骤1，初步确定经济区水位：
5、根据安全水位的上下限设定初始水位经济区上下限；
6、步骤2，制定不同水位经济区下的出力过程：
7、使用以机组为基本计算单元的层推法，结合多核并行禁忌增量动态规划法，制定机组的出力过程，确保水电站水位长时间维持在经济区运行；
8、步骤3，制定梯级水电站群短期机组发电计划：
9、以梯级发电量最大为目标，利用并行技术与优化方法，探寻使目标函数最大的最优经济区水位上下限，依照电站上下游顺序逐个更新水位经济区，直至目标函数值误差满足精度要求。
10、优选的，所述步骤1中初步确定经济区水位的详细步骤为：
11、水电站实际运行时会受两类水库水位约束：一类是安全水位约束，包括正常高水位、汛限水位以及死水位，它们是保障大坝和电站安全运行的极限水位，属于硬性约束，正常情况不允许突破；另一类是经济水位约束，是调度人员根据多年经验制定的合理经济区，属于软性约束，正常情况下允许小幅度突破；在初步确定经济区时设置正常高水位向下一米为初始经济区水位上限，死水位向上一米为经济区水位下限。
12、优选的，所述步骤2中制定不同水位经济区下出力过程的详细步骤为：
13、步骤2.1，定义m为当前水电站编号；i为电站内机组编号；t为调度时段编号；i为电站内机组总数；为电站m在第t时段的出力，单位为：mw；为电站m第i台机组的最小出力，单位为：mw；假设已知电站m内各台机组启停优先顺序，按电站最小出力约束初始化当前时段电站出力
14、步骤2.2，用以电定水算法校正第t时段水量平衡：
15、若第t时段水位在经济区，即则[0,t]时段电站出力合格；若第t时段水位突破经济区上限，即则需要增加[0,t]时段机组出力才能让水位回落到经济区，其中为电站m在第t时段末的水库水位，单位为：米；为电站m经济水位下限单位为：米，属于软性约束，可被短暂性突破；为电站m经济水位上限，单位为：米，属于软性约束，可被短暂性突破；为电站m在第t时段的出力，单位为：mw；
16、当有2台机组时，机组增加出力试算步骤如下：首先将第1台机组出力从0跳跃增加至最小出力用以电定水算法校正水量平衡，若第t时刻水位没有回到经济区，则第1台机组从最小出力跳跃增加至a为机组高效运行的最小比例，跳跃增加出力的原因是跳过机组低效运行区；若水位仍然没有回到经济区，则按步长比例b逐步增加出力，每增加一次出力校正一次水量平衡，若水位回落经济区则停止增加出力，反之继续增加出力直至单机满发；若水位仍然没有回落经济区，则开启第2台机组，并将两台机组分别调整为和以保证两台机组都在高效区运行，然后2台机组按步长比例b同步增加出力，直至水位回落经济区或[0,t]时段电站出力达到最大则停止调整该时段出力调整，机组出力增加的计算方法如公式(1)所示：
17、
18、式中，i为电站内机组编号，i＝1，2；m为水电站编号；t为调度时段编号；为电站m在第t时段的出力，单位为：mw；为电站m第i台机组的最小出力，单位为：mw；为电站m第i台机组的额定出力，单位为：mw；a为机组高效运行的最小比例；b为增加出力的步长比例；
19、若第t时段水位突破经济区下限，即则需要减少[0,t]时段机组出力才能让水位回到经济区，当有2台机组时，机组减少出力试算步骤如下：首先2台机组均按步长比例c减少出力，用以电定水算法校正水量平衡，若第t时刻水位没有回到经济区，则继续按步长比例c减少出力，每减少一次出力校正一次水量平衡，若水位回到经济区则停止减少出力，反之继续减少出力直至降为和a为机组高效运行的最小比例；若水位未回到经济区，则关闭第2台机组并将第1台机组出力调整为最大出力并将第1台机组按步长比例c减少出力直至降为若水位仍未回到经济区，将第1台机组跳跃减少至最小出力然后重新校正第t时段水位，若仍小于经济区下限，则关闭第1台机组；其中为电站m在第t时段末的水库水位，单位为：米；为电站m经济水位下限，单位为：米，机组出力减少的计算方法如公式(2)所示：
20、
21、式中，i为电站内机组编号，i＝1，2；m为水电站编号；t为调度时段编号；为电站m在第t时段的出力，单位为：mw；为电站m第i台机组的最小出力，单位为：mw；为电站m第i台机组的额定出力，单位为：mw；a为机组高效运行的最小比例；c为减少出力的步长比例；
22、步骤2.3，确定第t+1时段电站出力为令t＝t+1，若t＜t，转步骤2.2；反之转步骤2.4，其中t为调度时段编号；t为调度时段总数；为电站m在第t时段的出力，单位为：mw；
23、步骤2.4，校正水电站的电力约束、水力约束；
24、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，其特征在于：首先根据安全水位的上下限设定初始水位经济区上下限；然后提出以机组为基本计算单元的层推法，结合多核并行禁忌增量动态规划法，制定不同水位经济区下的出力过程；最后将最大梯级发电量所对应的水位经济区更新为当前电站的水位经济区，按电站上下游顺序逐个更新水位经济区，直至梯级发电量误差满足精度要求，得到水电站水位经济区及机组出力过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，所述步骤1中初步确定经济区水位的详细步骤为：
4.根据权利要求2所述的一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，其特征在于，所述步骤2中制定不同水位经济区下出力过程的详细步骤为：
5.根据权利要求2所述的一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，所述步骤3中制定梯级水电站群短期机组发电计划的详细步骤为：
【技术特征摘要】
1.一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法，其特征在于：首先根据安全水位的上下限设定初始水位经济区上下限；然后提出以机组为基本计算单元的层推法，结合多核并行禁忌增量动态规划法，制定不同水位经济区下的出力过程；最后将最大梯级发电量所对应的水位经济区更新为当前电站的水位经济区，按电站上下游顺序逐个更新水位经济区，直至梯级发电量误差满足精度要求，得到水电站水位经济区及机组出力过程。
2.根据权利要求1所述的一种基于多核并行框架的中小型流域梯级水电机组负荷分配方法...
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