【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及梯级串联引水式电站短期调度领域，具体涉及一种梯级串联引水式电站短期负荷分配方法，是一种新的解决梯级串联引水式电站在发电流量严格匹配以及一洞多机等复杂条件下的日前机组负荷分配问题的优化方法。
技术介绍
1、在水电基地建设上，部分地区高山峡谷地貌，河流落差极大，径流丰沛，具有极高的开发潜力；且流域内河道曲折蜿蜒，形成了众多落差较大的河湾地区。因此可以充分利用地形条件截弯取直，修建引水隧洞进行引水发电，不仅能够有效集中河道上的巨大落差，降低淹没损失，还能显著降低工程量，节省修建大型水库的成本。
2、然而，部分巨型引水式电站能够集中的水头极大，直接采用高水头大容量机组进行发电较难实现，需要串联布置多级电站首尾相接，逐级利用集中起来的超高水头以及巨大流量。如图1所示，这种梯级串联引水式水电站群呈现出多隧洞、多机组的特点，存在复杂的水力电力联系，与传统引水式电站相比，梯级串联引水式电站短期协调发电调度极其复杂。一方面，受地形条件与经济因素等限制，梯级串联引水式电站之间仅存在容量很小的调节池作为事故备用，无法对引用流量进行调节，因此在实际运行时上下游电站发电流量需严格匹配；另一方面，梯级串联引水式电站存在一条引水隧洞供应多台机组、梯级内不同电站共用同一引水隧洞的机组数量不同、不同电站的机组型号不同等复杂情况，使得机组之间水力干扰严重，进一步加大了问题的复杂程度。随着我国西南地区水电的大力开发，未来将会有越来越多的梯级串联引水式电站投产发电，系统的协调调度以及安全运行面临极大挑战。因此，基于梯级串联引水式电站短期负荷分
3、本专利技术依托国家自然科学基金重点项目(52039002)。
技术实现思路
1、针对梯级串联引水式电站短期调度中存在的复杂工程问题，本专利技术提出一种梯级串联引水式电站负荷分配方法。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种梯级串联引水式电站短期负荷分配方法，包括如下步骤：
4、(1)建立梯级串联引水式电站负荷分配模型
5、step1：机组分组划分。
6、本专利技术将共用一个引水隧道的多个电站的多个水轮机组划分为一个机组分组，每个机组分组内的上下游引水隧洞流量严格匹配，从而实现同步调节。
7、step2：目标函数设置。
8、为了在满足负荷需求的同时，最大限度地发挥水电的效益，保证电网的安全与经济运行，本专利技术以发电耗水量最小为目标：
9、
10、
11、式中，rt表示龙头水库在t时段的总出库流量，m3/s；δt表示时段长度；表示第i条引水隧洞在t时段的发电引用流量，m3/s；st表示龙头水库在t时段的弃水流量，m3/s；t和i分别为时段总数和引水隧洞总数。
12、step3：约束条件设置。
13、根据日前发电调度计划设置系统负荷需求约束；根据上游龙头水库特性，设置相应的水量平衡约束、初始水位约束、调度期末水位控制约束、库水位约束、水位库容约束、尾水位泄量约束；根据串联梯级电站的各个机组特性，设置机组过流能力约束、机组出力约束、机组振动区约束、穿越振动区约束、机组启停持续时段约束、发电净水头约束、机组出力特性约束等；根据梯级串联引水式电站发电流量严格匹配的特性，设置串联引水隧洞流量匹配约束。
14、(2)梯级串联引水式电站负荷分配模型求解
15、step1：模型线性化。
16、基于多重选择方法(multiple choice method)对模型中的水位-库容曲线、尾水位-泄量曲线、水头损失-发电流量曲线等一维曲线进行线性化；基于平行四边形方法(parallelogrammethod)对模型中的机组的出力特性关系二维曲面进行线性化，从而将模型转化为混合整数线性形式(milp)。
17、step2：机组水头迭代。
18、机组水头迭代方法首先给定各个机组的毛水头，然后对原问题进行建模及求解，计算得到的毛水头作为下一次计算的初始值，不断循环直至满足精度要求；采用机组水头迭代的方法可以降低模型求解难度。
19、通过以上步骤，即可解决该梯级串联引水式电站短期负荷分配问题。
20、本专利技术的有益效果：本专利技术提出的方法同时考虑了串联电站发电流量匹配约束以及一洞多机复杂约束，准确描述了梯级串联引水式电站这类复杂工程问题，并且对引水隧洞水头损失、机组启停耗水、机组振动区、穿越振动区耗水等情况进行了较为精确的量化与考虑，有效减少了梯级系统的耗水量，实现了梯级串联引水式电站的短期负荷分配。
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1.一种梯级串联引水式电站短期负荷分配方法，其特征在于，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种梯级串联引水式电站短期负荷分...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘本希，刘腾远，廖胜利，程春田，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：
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